射频
输出功率细心丈量和办理是先进的无线运用，如3G，4G和MIMO的要害，无论是在拥堵的频谱有用的无线电功用以及更长的电池寿数。定向耦合器被用于采样的RF功率将天线一起不影响接纳功率的极小部分。运用这种采样功率读数，一个设备能够最佳地办理其的PA级的增益，而且因而其频谱问题和功耗。
虽然这些成色剂是类似于在概念上与用于丈量直流或沟通线电流(或功率)到负载分路，这是就其共同点延伸。他们实际上是在实践中十分不同的组件。自定向耦合器是射频设备，它们的操作，规划，和物理完成的理论有必要与射频国际，而不是直流或沟通电源线国际兼容。功率耦合器和检测线圈，例如分流电阻器，电磁线圈换能器，光阻隔器，或霍尔效应器材是不相关的射频耦合器的状况。而别的一个应战，今日的许多RF运用要求功用牢靠，在几GHz以上的越来越高的频率。
定向耦合器的根底知识
定向耦合器是一个四端口设备(图1)。港口功用和称号如下：
端口1：输入或事情电源端口，其间感兴趣的信号被施加到。
端口2：发射或输出功率端口，其间输入信号退出并进入下一个阶段(一般，天线)。
端口3：耦合端口或向前耦合端口，这是感兴趣的采样信号功率。
口4：阻隔或反向耦合端口，一般不运用，并与该体系的特性阻抗(50Ω关于大多数射频规划中，75Ω电缆电视运用)内部停止，或许具有用户供给的外部停止。
定向耦合器的功用原理图的图画
图1：定向耦合器的功用原理图十分简略;端口分配是恣意的，耦合器是一个被迫的，可逆的成分。
定向耦合器的功用及灵敏度的全面剖析包含S-参数(散射参数)，矢量剖析，和杂乱的公式。但是，要害的功用特点很简略：
方向性或阻隔是在端口3和端口4之间的功率电平的差异，而且指示怎么耦合器阻隔两个相对-跋涉(正向和反向)的信号。总会有一切的信号途径之间非成心耦合一定量的，因为它不是或许树立一个完美耦合器。
耦合因子或损耗是功率丢失到耦合端口(3)的量，并以所述阻隔端口(4)。具有适当高的指向性，比较于成心转移到耦合端口无意中转移到阻隔端口的功率能够忽略不计。典型值是10和20 dB的之间，但一些运用，或许需求多达40分贝。
传输或主线丢失是在耦合器的主线总丢失，而且是刺进损耗和耦合损耗的成果。这个值被加到功率的理论减少被转移到耦合和阻隔端口(耦合丢失)。丢失成色0.5-3 dB的量级。
输入功率的是，耦合器能够处理在输入端口(端口1)的最大功率。
其他问题包含带宽和通带平整度。成色剂能够被规划和用于操作指定在较窄频带，例如依据需求为无线手机，或关于更宽的频带跨过几十年。关于一切带宽，特别是宽带的，体现平整度与频率的联系或许会成为一个重视的问题。
在一些重要的运用，如一个体系测验，耦合器的驻波比(SWR)也是一个要素，因为这些反射来回内部和将添加，或从感兴趣的信号的功率电平中减去。
建造挑选举目皆是
原则上，该端口符号(P1至P4)是恣意的。任何端口能够被指定作为输入，而且将其直接连接到它的端口将成为发送端口;相邻的端口将耦合端口，且对角线端口是阻隔端口。在实践中，依据不同的信号功率等级，耦合器结构能够不是对称的和可逆的，但构形成使得从端口1到端口2的途径能够处理更高的功率水平，而端口3向端口4途径仅需求处理水平要低得多。此外，高功率耦合器能够用于端口1和2(信号通路)扩大连接器和较小的对所采样的途径(端口3和4)。
有许多方法来树立一个定向耦合器。在几百乃至几千瓦特的高功率电平，波导被用于途径。在几十和几百瓦中等水平，耦合器能够从同轴电缆来构建。这些是有用的规划，而是相对贵重和大，因而不适合于便携式运用。
在功率水平在手机和小型基站，耦合器能够建成为PC板带状线，陶瓷基组分(类似于双工器和SAW滤波器)，或乃至细小的线绕设备。而带状线是最廉价的，并能供给优秀的功用，它需求相对大的量的房地产在PC板上。它也受周围的组件，因而约束了全体元件和电路板布局。因为尺度，方位，以及挨近的问题，带状线为根底的成色一般用作独立耦合器的中心。陶瓷基和线绕耦合器，它们是PC板装置并焊接像任何其他小集成电路，是最常用的便携式运用中的单元。
定向耦合模型跨过的完成，频率
虽然不是针对手机，广濑HDH-00810GID(40)是一个0.8 GHz的定向耦合器，(图2)，适用于仪器仪表和基站(可用于其它频率这个家庭的其他成员)。其中心是一个带状线规划，并装在一个耐腐蚀的状况下，带不锈钢SMA连接器铝。耦合被指定在10±1 dB，其为0.3 dB的最大介入损耗。本机能够处理高达10瓦，满意小基站的需求。不包含连接器，这些50Ω耦合器丈量20×80毫米和10毫米高。
广濑HDH-00810GID的图画(40)，耦合器
图2：根据电路板带状芯一般装在一个小的，独立的外壳选用分立连接器内置定向耦合器;在这里，显现的广濑HDH-00810GID(40)耦合器是约20×80毫米，有SMA型连接器。
所述MACP-009596-CA0160给M / A-COM是内置与线绕技能(图3)的定向耦合器的一个比如。这种宽带，75Ω耦合器针对CATV运用和指定为5和1000兆赫之间运用。虽然“绕线”，非集成建造，本机的PC板占位面积只要3.8×4.0毫米(图4)。
的MACP-009596-CA0160定向耦合器图从M / A-COM
图3：线绕MACP-009596-CA0160定向耦合给M / A-COM为CATV运用宽带重量，并处理5至1000 MHz用一个简略的变压器状示意图。
M / A-COM MACP-009596-CA0160的图片
图4：虽然非单片施行MACP-009596-CA0160的，它不大于一个的SOT-6集成电路大得多。
耦合损耗为10dB以上指定的频率规模，而传输(主线)丢失介于1.1和1.4分贝(典型值)不同的当地进行丈量的频带内进行，和1.4之间，以1.7分贝(最大)。同样地，方向性改变18至22分贝带，14至20分贝，最小值。
一种单片陶瓷的设备上，在辛格尔宗族从安伦所述DC4759J5020AHF定向耦合器的方针运用在中等宽度的频谱从4700到5900兆赫，如更高(5 GHz)的无线网络连接的带，以及点对-point(P2P)和点对多点(P2MP)的运用程序。 50Ω组件装置在一个六引脚外表贴装封装，1.3×2.0cm的mm占位面积的。均匀耦合从4900至5500兆赫19.4分贝(典型值);在更广泛的4700到5900 MHz的规模内，它是19.7分贝(图5)。刺进损耗为0.14分贝(典型值)和0.27分贝(最大)在较窄的波段，和0.17分贝/0.32分贝(典型值/最大值)在规模从4700至5900兆赫。
安伦DC4759J5020AHF 20个分贝耦合插损的图画
图5：安伦DC4759J5020AHF20分贝耦合器的平整的刺进损耗展现它是怎么相配的4700至5900 MHz频段，现在已经成为盛行新一代的无线网络，因为更多的带宽和更少的搅扰添加(如比较于拥堵的2.4GHz频带微波炉和ISM用户)。
的DC4759J5020AHF也能够在需求的宽带前端即便只要一小片的光谱是感兴趣在给定时刻，如多频带智能手机规划中运用。例如，它的刺进损耗为08500 MHz的在0.4 dB经过该整个频率跨度(图6)。以这种方法，它的刺进不会晦气的用户的状况下会影响在或许感兴趣的其它信号都远离其较窄4700到5900兆赫直接关怀的频带。
安伦DC4759J5020AHF要害参数图片
图6：还供给了用于在0到8500 MHz的频谱的DC4759J5020AHF的要害参数，使得集成电路中的宽带体系的或许耦合器;留意，刺进损耗是在0.5 dB的经过该宽的频率规模内。
摘要
虽然它们不直接添加到信号处理链的功用在一个显着的方法，定向耦合器是许多消费产品的发射反应环的一个重要部分。经过启用体系处理器和发射途径办理，以更好地匹配的功率扩大器(PA)输出到局势的具体状况，他们协助完成许多方针：最佳使用的发射功率，进步信噪比在接纳器中经过细心添加输出功率，假如需求的话，操作监管的职权规模内，以及更长的电池运转时刻。
