定向耦合器计算器

定向耦合器是 RF 工程中用于在传输线内分离或组合信号的集成组件。它们对于需要信号路由的应用至关重要，例如以高度隔离、低插入损耗和特定的耦合值的方式隔离、分离或组合信号。

历史背景

定向耦合器的起源可追溯到微波工程的早期。最初，它们用作测量微波系统中功率电平和驻波比的基本工具。它们的设计和应用已经有了显著的发展，使我们能够在各种系统（从电信到雷达）中精确控制和测量 RF 信号。

计算公式

定向耦合器通过几个关键参数进行表征：耦合、耦合损耗、插入损耗和指向性。这些参数使用以下关系式导出：

• 耦合（dB） 计算公式为 \(-10 \log_{10}(\frac{P4}{P1})\)，其中 \(P4\) 是耦合功率，\(P1\) 是输入功率。
• 耦合损耗（dB） 是 \(1-\frac{P4}{P1}\) 的对数比，表示未耦合到输出的功率。
• 插入损耗（dB） 由 \(-10 \log_{10}(\frac{P2 + P3 + P4}{P1})\) 确定，表示通过耦合器损失的功率。
• 指向性（dB） 计算公式为 \(-10 \log_{10}(\frac{P3}{P4})\)，用于测量耦合器区分正向和反向功率的能力。

计算示例

给定输入 \(P1 = 30 \text{dBm}\)、\(P2 = 29.5 \text{dBm}\)、\(P3 = 1 \text{dBm}\) 和 \(P4 = 5 \text{dBm}\)，算出的输出为：

• 耦合 = 7.78 dB
• 耦合损耗 = 0.8 dB
• 插入损耗 = -0.73 dB
• 指向性 = 7 dB

重要性和使用场景

定向耦合器对于监测和控制 RF 信号至关重要，而无需中断主信号路径。