一、概述

耦合器将信号耦合出一部分能量，耦合出的能量常用于信号的检测或监测，比如功率测量和检波等。

通常用的耦合器是定向耦合器，定向耦合器的耦合端耦合输出是存在方向性的，如下图：

1输入时，C1端会输出信号，而C2端是隔离的；2输入时，C2端输出信号，C1端是隔离的。

常用的定向耦合器只有3个端口，一般第4个端口接负载，负载可以是内置的，也可以是外置的，这样C1只能对1端输入的信号进行耦合，而对2端输入的信号不耦合能量：

    双定向耦合器是两个设计在一起定向耦合器，往往采用相反的耦合方向，适合于驻波检测。

二、种类

耦合器种类比较多，包括微带线、集总参数、传输线变压器等，公众号里之前介绍的分支线耦合器（Branchline Couplers）也是耦合器的一种，下面是常见的耦合器电路结构：

耦合器实物如下：

三、特性

像大多数无源微波器件一样，耦合器也有工作频率、插损、驻波、波动这几个指标，对耦合器来说，耦合度和定向度是重要的两个指标：

耦合度是从1端口输入的能量，从耦合端耦合出来，从2端口输入的能量从C2端耦合出来，从1到C1或从2到C2的衰减。

方向度定义了定向耦合器的定向程度, 当方向性变差时，定向耦合器就会逐步退化为普通的耦合器。从1端口输入的能量，从耦合端耦合出来，从2端口输入的能量从C2端耦合出来，C1不会有能量输出，这是理想状况。从2端输入时，总有能量泄漏。从1端口到C1的衰减叫耦合度，从2端口到C1的衰减叫隔离度。

方向性＝隔离度 - 耦合度

不同耦合器特性对比：

四、提高工作带宽的方法

由上表可以看出，单级耦合器（single section couplers）工作带宽一般可以做到一个倍频层，如果采用多级耦合器（multi section couplers），可以显著提高工作带宽。

  采用渐变型耦合器（Tapered line couplers）实现高带宽和方向性，这种耦合器有对称型（Symmetric tapered linecouplers）和非对称型（Asymmetric tapered line couplers）两种（非对称型有高通特性，有更高的工作带宽）：

    使用同轴电缆实现宽带设计：

（0.28~11.2GHz实现低插损、高定向的20dB耦合器）

四、提高定向度的方法

    采用增加耦合电容的方法：可以采用增加集总电容，或采用锯齿（sawtooth shape）或周期步进（periode step shape）设计：

采用介质加载的方式：

五、增加耦合度的方法

采用多级宽带设计后，会使耦合度降低，紧耦合设计可以使用串联型（Tandem couplers）电路设计带宽更宽的3dB耦合器：

（此电路可以实现2~12.4GHz电桥设计）

六、耦合器的其他应用

耦合器除了做功率监测、驻波检测外，在天馈系统中应用较多：

导航波束形成网络（Navigation GuidanceBeamformer）

导引头波束形成网络（Airborne /SeekerBeamformer）

单脉冲雷达天馈网络（Monopulse ComparatorNetwork）

—  The End  —

声明：本公众号目前所载内容为本公众号原创、网络转载或根据非密公开性信息资料编辑整理，相关内容仅供参考及学习交流使用。由于部分文字、图片等来源于互联网，无法核实真实出处，如涉及相关争议，请跟我们联系。我们致力于保护作者知识产权或作品版权，本公众号所载内容的知识产权或作品版权归原作者所有。本公众号拥有对此声明的最终解释权。

投稿/招聘/推广/宣传/合作/入群 请加微信：liuyuanzhu