在射频测试和测量、通信和射频传感中,通常需要提取一部分输入和/或输出信号能量用于测量、监测或信号处理目的。在这些情况下,用于实现这一目的的基本无源组件之一是射频定向耦合器。定向耦合器与其他射频耦合器的不同之处在于,它们的设计方式允许以适当的相位从正向和/或反向提取一小部分信号能量。由于并不总是需要从两个方向提取信号能量,在实践中,一些方向耦合器的正向或反向端口端接有与其他端口阻抗匹配的负载。这种终端可以在生产过程中完成,也可以通过访问所有端口提供给用户。具有可访问的正向和反向耦合端口的定向耦合器通常被称为双向耦合器。
无论是预端接定向耦合器还是非预端接定向耦合器,定向耦合器均采用外部同轴连接器作为接口。定向耦合器通常采用表面贴装技术(SMT)、同轴连接器、波导端口或直接使用平面电路技术(即PCB)制造。采用同轴连接器的定向耦合器可通过多种方式进行制造,例如简单地将两根不同尺寸的同轴电缆中心导体相互耦合并连接其屏蔽层。更为常见的是,同轴定向耦合器采用平面电路技术进行生产,并封装在带有发射同轴连接器中。然而,仍然有定向耦合器采用精密机械加工腔体制成。在高频应用中,可以使用表面贴装定向耦合器分离到连接到同轴连接器的射频端口。如1.0mm 同轴定向耦合器。
20 GHz 至 110 GHz 的定向 1.0 mm 耦合器,额定功率为 1 W
同轴定向耦合器受益于同轴连接器的宽带性能,其工作频率从直流到内部耦合器结构或同轴连接器标准的最高频率,以较低者为准。一些同轴连接器定向耦合器可以针对特定范围的频率操作进行优化,这可能意味着它们仅在这些范围内指定,而不是在整个同轴连接器标准操作频率范围内指定。对于同轴连接器定向耦合器,端口的阻抗至关重要,因为需要仔细匹配,以确保耦合器端口之间的平衡和适当的耦合。同轴定向耦合器可以覆盖范围从高功率水平的数十兆赫到低功率水平的100 GHz以上。