微波工程 - 環形耦合器

當需要組合兩個無相位差的訊號並避免具有路徑差的訊號時，使用這種微波器件。

採用一個普通的三個埠的T型接頭，並新增第四個埠以構成環形耦合器。所有這些埠都以等間隔的角度環形形式使用串聯或並聯接頭連線。

總環路的平均周長為1.5λ，四個埠之間的距離為λ/4。下圖顯示了環形耦合器的影像。(此處應插入圖片)

讓我們考慮一些情況來理解環形耦合器的執行。

情況1

如果輸入功率施加在埠1，它將平均分成兩個埠，但對於埠2為順時針方向，對於埠4為逆時針方向。埠3絕對沒有輸出。

原因是，在埠2和4處，功率同相疊加，而在埠3處，由於λ/2的路徑差而發生抵消。

情況2

如果輸入功率施加在埠3，功率將平均分配到埠2和埠4。但埠1將沒有輸出。

情況3

如果在埠1本身施加兩個不相等的訊號，則輸出將與兩個輸入訊號的和成比例，該和將分配到埠2和4。現在在埠3處，出現差分輸出。

環形耦合器的散射矩陣表示為

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

應用

環形耦合器用於組合兩個訊號並將一個訊號分成兩半。