PROFACE    XYCOM 1341    耦合器

張黔豫 180 6446 5927 

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在微波系統中， 往往需將一路微波功率按比例分成幾路， 這就是功率分配問題。實現這一功能的元件稱為功率分配元器件即耦合器， 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各種微波分支器件。光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。(外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等)。耦合器是從無線信號主干通道中提取出一小部分信號的射頻器件，如圖2所示，與功分器一樣都屬于功率分配器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器與功分器搭配使用，主要為了達到一個目標-使信號源的發(fā)射功率能夠盡量平均分配到室內分布系統的各個天線口，使每個天線口的發(fā)射功率基本相同。理想耦合器的輸入端口功率等于耦合端口功率與輸出端口功率之和，以瓦特(W)為單位。耦合器的重要指標是耦合度和插損。耦合度是耦合端口與輸入端口的功率之比，以dB表示的話，一般是負值。耦合度的絕對值越大，相當于拿走的東西越少，自然耦合器的損耗就越小。插損是輸出端口與輸入端口的功率之比。耦合度的絕對值越大，插損的絕對值越小。

光電耦合器內部共模抑制比很高。因為發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以內)，共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關系，當IF=0時，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當IF>0時，在一定的IF作用下，所對應的IC基本上與VCE無關。IC與IF之間的變化成線性關系，用半導體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結構的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件，它是由耦合裝置聯系在一起的兩對傳輸系統構成的。首先介紹定向耦合器的性能指標，然后介紹波導雙孔定向耦合器、雙分支定向耦合器和平行耦合微帶定向耦合器。

由于鐵氧體具有各向異性，因此在恒定磁場Hi作用下，與Hi方向成左、右螺旋關系的左、右圓極化旋轉磁場具有不同的導磁率(分別設為μ-和μ+)。設在含鐵氧體材料的微波傳輸線上的某一點，沿+z方向傳輸左旋磁場，沿-z方向傳輸右旋磁場，兩者傳輸相同距離，但對應的磁導率不同，故左右旋磁場相速不同，所產生相移也就不同，這就是鐵氧體相移不可逆性。另一方面，鐵氧體具有鐵磁諧振效應和圓極化磁場的諧振吸收效應。

所謂鐵氧體的鐵磁諧振效應，是指當磁場的工作頻率ω等于鐵氧體的諧振角頻率ω0時，鐵氧體對微波能量的吸收達到最大值。而對圓極化磁場來說，左、右旋極化磁場具有不同的磁導率，從而兩者也有不同的吸收特性。

對反向傳輸的右旋極化磁場，磁導率為μ+，它具有鐵磁諧振效應，而對正向傳輸的左極化磁場，磁導率為μ-，它不存在鐵磁諧振特性，這就是圓極化磁場的諧振效應。鐵氧體諧振式隔離器正是利用了鐵氧體的這一特性制成的。