功分器、耦合器、電橋 原理與分析

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1、功分器、耦合器、電橋原理與分析2010-05-2113:00本文主要介紹通信鏈路上的部分無源器件，介紹器件的外觀、作用、種類、主要技術(shù)指標(biāo)定義和范圍等。1功分器1）功分器的作用：是將功率信號平均地分成幾份，給不同的覆蓋區(qū)使用。??2）種類：功分器一般有二功分、三功分和四功分3種。功分器從結(jié)構(gòu)上分一般分為：微帶和腔體2種。腔體功分器內(nèi)部是一條直徑由粗到細(xì)程多個階梯遞減的銅桿構(gòu)成,從而實現(xiàn)阻抗的變換,二微帶的則是幾條微帶線和幾個電阻組成,從而實現(xiàn)阻抗變換.3）主要指標(biāo)：包括分配損耗、插入損耗、隔離度、輸入輸出駐波比、功率容限、頻率范圍和

2、帶內(nèi)平坦度。以下對各項指標(biāo)進(jìn)行說明:l分配損耗：指的是信號功率經(jīng)過理想功率分配后和原輸入信號相比所減小的量。此值是理論值，比如二功分3dB，三功分是4.8dB,四功分是6dB。（因功分器輸出端阻抗不同，應(yīng)使用端口阻抗匹配的網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠測得與理論值接近的分配損耗）耦合器和三功分器圖示???????分配損耗的理論計算方法:如上圖所示。比如有一個30dBm的信號，轉(zhuǎn)換成毫瓦是1000毫瓦，將此信號通過理想3功分器分成3份的話，每份功率＝1000÷3＝333.33毫瓦，將333.33毫瓦轉(zhuǎn)換成dBm＝10lg333.33=25.2dBm,

3、那么理想分配損耗＝輸入信號－輸出功率＝30－25.2=4.8dB,同樣可以算出2功分是3dB，4功分是6dBl插入損耗：指的是信號功率通過實際功分器后輸出的功率和原輸入信號相比所減小的量再減去分配損耗的實際值，（也有的地方指的是信號功率通過實際功分器后輸出的功率和原輸入信號相比所減小的量）。插入損耗的取值范圍一般腔體是：0.1dB以下；微帶的則根據(jù)二、三、四功分器不同而不同約為：0.4~0.2dB、0.5~0.3dB、0.7~0.4dB。插損的計算方法：通過網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測出輸入端A到輸出端B、C、D的損耗，假設(shè)3功分是5.3dB,

4、那么，插損＝實際損耗－理論分配損耗＝5.3dB-4.8dB=0.5dB.微帶功分器的插損略大于腔體功分器,一般為0.5dB左右,腔體的一般為0.1dB左右。由于插損不能使用網(wǎng)絡(luò)分析儀直接測出，所以一般都以整個路徑上的損耗來表示（即分配損耗＋插損）：3.5dB/5.5dB/6.5dB等來表示二/三/四功分器的插損。l隔離度：指的是功分器輸出各端口之間的隔離，通常也會根據(jù)二、三、四功分器不同而不同約為：18～22dB、19～23dB、20～25dB。????隔離度可通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測，直接測出各個輸出端口之間的損耗，如上圖淡藍(lán)色曲線所示，

5、BC間，及CD間的損耗。l輸入/輸出駐波比：指的是輸入/輸出端口的匹配情況，由于腔體功分器的輸出端口不是50歐姆，所有對于腔體功分器沒有輸出端口的駐波要求，輸入端口要求則一般為：1.3~1.4甚至有1.15的；微帶功分器則每個端口都有要求，一般范圍為輸入：1.2~1.3輸出：1.3~1.4。l功率容限：指的是可以在此功分器上長期（不損壞的）通過的最大工作功率容限，一般微帶功分器為：30～70W平均功率，腔體的則為：100～500W平均功率。l頻率范圍：一般標(biāo)稱都是寫800～2200MHz，實際上要求的頻段是：824－960MHz加上

6、1710～2200MHz，中間頻段不可用。有些功分器還存在800～2000MHz和800～2500MHz頻段l帶內(nèi)平坦度：指的是在整個可用頻段內(nèi)插損含分配損耗的最大值和最小值之間的差值，一般為：0.2~0.5dB。2耦合器1)耦合器的作用是將信號不均勻地分成2分(稱為主干端和耦合端，也有的稱為直通端和耦合端)2)種類:耦合器型號較多如5dB、10dB、15dB、20dB、25dB、30dB等。從結(jié)構(gòu)上分一般分為：微帶和腔體2種。腔體耦合器內(nèi)部是2條金屬桿,組成的一級耦合.微帶耦合器內(nèi)部是2條微帶線,組成的一個類似于多級耦合的網(wǎng)絡(luò).?

7、?3主要指標(biāo)：耦合度、隔離度、方向性、插入損耗、輸入輸出駐波比、功率容限、頻段范圍、帶內(nèi)平坦度。以下對各項指標(biāo)進(jìn)行說明:l耦合度：信號功率經(jīng)過耦合器，從耦合端口輸出的功率和輸入信號功率直接的差值。（一般都是理論值如：6dB、10dB、30dB等）???????????????????????????????????????耦合器和三功分器圖示耦合度的計算方法：如上圖所示。是信號功率??C-A??的值??比如輸入信號A為30dBm而耦合端輸出信號C為24dBm則耦合度＝C-A＝30-24＝6dB，所以此耦合器為6dB耦合器。因為耦合度

8、實際上沒有這么理想，一般有個波動的范圍，比如標(biāo)稱為6dB的耦合器，實際耦合度可能為：5.5~6.5之間波動。l隔離度：指的是輸出端口和耦合端口之間的隔離；一般此指標(biāo)僅用于衡量微帶耦合器。并且根據(jù)耦合度的不同而不同：如：5－10dB為1