
【醫】 directional coupler
directional
【計】 vectoring
【化】 orientation
【醫】 orientation
【醫】 coupler
定向聯結器(Directional Coupler)是電子工程與通信系統中的關鍵無源器件,主要用于信號的定向耦合與監測。其核心功能是從主傳輸路徑(直通端)中按特定比例提取部分信號能量至耦合端,同時确保信號傳輸的方向性與隔離性。以下是其詳細解釋:
定向耦合
通過内部電磁場設計,僅耦合主傳輸線中特定方向的信號(如正向或反向傳播波),而抑制反方向信號。耦合度(Coupling Factor)表示耦合端與直通端的信號強度比例,常用分貝(dB)計量(例如 20dB 耦合器表示耦合端輸出比直通端弱 20dB)。
應用場景:實時監測發射機輸出功率或天線反射信號,避免信號幹擾。
高方向性與隔離度
方向性(Directivity)指耦合端對正向與反向信號的區分能力,隔離度(Isolation)衡量直通端與隔離端(未使用端口)的信號洩漏程度。高性能定向聯結器的方向性可達 30dB 以上,确保信號路徑的純淨性。
應用場景:在射頻測試中精确分離入射波與反射波,用于網絡分析儀測量。
射頻功率監測
在基站發射系統中,通過耦合部分信號至功率檢測電路,實現發射功率的閉環控制,保障通信穩定性(來源:IEEE Standard 145-2013《射頻與微波術語定義》)。
示例:5G 基站通過定向聯結器實時調整功率放大器輸出,避免過載。
信號采樣與反饋控制
耦合端輸出可用于頻譜分析、頻率校準或自動增益控制(AGC)環路,提升系統抗幹擾能力(來源:清華大學出版社《微波工程基礎》,李輯熙著)。
示例:雷達系統利用定向聯結器采樣回波信號,優化目标檢測精度。
中文術語 | 英文術語 | 物理意義 |
---|---|---|
耦合度 | Coupling Factor | 直通端功率與耦合端功率的比值,單位 dB |
插入損耗 | Insertion Loss | 直通端因器件引入的功率損耗 |
方向性 | Directivity | 耦合端對正向與反向信號的響應差異,反映器件方向選擇性 |
阻抗匹配 | Impedance Matching | 端口特性阻抗(通常 50Ω)與傳輸線匹配,減少信號反射 |
IEEE Std 287-2007《射頻與微波功率測量标準》,定義定向聯結器在功率校準中的精度要求。
《微波元器件設計手冊》(David M. Pozar 著),詳述微帶線/波導定向耦合器的電磁仿真與優化方法。
定向聯結器的性能直接影響通信系統效率,在 5G 毫米波、衛星通信等高精度場景中需嚴格滿足低損耗、高方向性設計準則。
"定向聯結器"可能是"定向耦合器"的筆誤或翻譯差異。其英文對應為"directional coupler",是一種重要的射頻器件。以下是詳細解釋:
一、基本定義 定向耦合器是四端口微波/毫米波元件,由直通線(主線)和耦合線(副線)構成,通過縫隙、孔或耦合線段實現能量定向傳輸。它能将輸入信號按比例分配到不同端口,同時保持主信號完整性。
二、核心特性
三、主要功能 • 信號分配與監測(如基站功率監控) • 反向幹擾抑制(提升系統穩定性) • 功率測量(通過耦合端口連接檢測設備) • 多路信號隔離(防止通道間串擾)
四、技術參數 關鍵指标包括耦合度(dB)、方向性(dB)、插入損耗和帶寬。例如典型耦合度可為3dB/6dB/10dB等,計算公式: $$ 耦合度(C) = 10log{10}left(frac{P{in}}{P_{couple}}right) $$
注:若需具體型號參數或應用案例,建議參考IEC 60169标準文件或微波工程手冊。
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