微波工程 - 环形耦合器

当需要组合两个无相位差的信号并避免具有路径差的信号时，使用这种微波器件。

采用一个普通的三个端口的T型接头，并添加第四个端口以构成环形耦合器。所有这些端口都以等间隔的角度环形形式使用串联或并联接头连接。

总环路的平均周长为1.5λ，四个端口之间的距离为λ/4。下图显示了环形耦合器的图像。(此处应插入图片)

让我们考虑一些情况来理解环形耦合器的运行。

情况1

如果输入功率施加在端口1，它将平均分成两个端口，但对于端口2为顺时针方向，对于端口4为逆时针方向。端口3绝对没有输出。

原因是，在端口2和4处，功率同相叠加，而在端口3处，由于λ/2的路径差而发生抵消。

情况2

如果输入功率施加在端口3，功率将平均分配到端口2和端口4。但端口1将没有输出。

情况3

如果在端口1本身施加两个不相等的信号，则输出将与两个输入信号的和成比例，该和将分配到端口2和4。现在在端口3处，出现差分输出。

环形耦合器的散射矩阵表示为

$$[S] = \begin{bmatrix} 0& S_{12}& 0& S_{14}\\ S_{21}& 0& S_{23}& 0\\ 0& S_{32}& 0& S_{34}\\ S_{41}& 0& S_{43}& 0 \end{bmatrix}$$

应用

环形耦合器用于组合两个信号并将一个信号分成两半。