3 dB定向耦合器及其在調(diào)頻廣播中的應(yīng)用
本文只定性說明定向耦合器的工作原理:從能量耦合情況的角度進(jìn)行討論。如圖2所示,當(dāng)信號由帶狀線的端口1輸入時,帶狀線1-4中有交變電流I1流過,由于帶狀線2-3與1-4線相互靠近,故2-3線中便耦合有能量,此能量既通過電場(以耦合電容C表示),又通過磁場耦合過來。通過C的耦合在帶狀線2-3中引起的電流為IC1,IC2,分別流向端口2和端口3。同時,由于交變磁場的作用,在2-3線上感應(yīng)有電流IL,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電流IL的方向與I1方向相反。因此,由圖2可見,若能量從端口1輸入,則端口2有耦合能量輸出,所以端口2稱為耦合端。而在端口3,因為電場耦合電流IC2和磁場耦合電流IL的方向相反,如果剛好使IC2=IL,則能量互相抵消,故端口3無能量輸出,是隔離端。端口4也有能量輸出,它是通過λ/4帶狀線直接傳輸過來的,稱為直通端。由于耦合輸出的能量具有一定的方向性,故稱它為定向耦合器。
在理想狀況下,經(jīng)證明,當(dāng)帶狀線長度為λ/4時,兩線間耦合最大,并且輸入端口1和輸出端口2,4與耦合器相匹配時,端口3沒有能量輸出,而端口2和4各輸出信號源功率的一半。,U2與U1同相,U4滯后U190°(因為1-4線長為λ/4),所以U2和U4間相差90°。
1.2 功率分配
當(dāng)作為功率分配時,如果端口1為輸入端,所加輸入信號電壓為U1,可得:
由此可見,當(dāng)輸入功率由端口1注入時,在端口2和4分別得到輸入功率的一半。因為在2,4端口功率下降一倍,也即下降3 dB,所以稱為3 dB定向耦合器。
1.3 功率合成
3 dB定向耦合器也可用作功率合成??蓪尚盘栐捶謩e加于耦合器互為隔離的端口上(即1,3端口或2,4端口),且兩信號源相差90°,如圖3所示。本文引用地址:http://2s4d.com/article/176770.htm
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