Un coupleur de guide d’ondes transfère de l’énergie entre chemins RF pour prélever, distribuer ou combiner des signaux dans des conditions définies. Tous les coupleurs ne sont ni des jonctions en T ni des diviseurs égaux à 3 dB. Commencez par le schéma des ports et la fonction.
Prélever sur la voie principale
Un coupleur directionnel peut utiliser des trous ou fentes dans la paroi. La relation de phase des contributions permet de distinguer les sens de propagation.
Le composant passif ne crée pas de puissance. L’entrée se répartit entre passage, couplage, réflexion et pertes selon la structure et les terminaisons.
Calculer le couplage
Avec les ports définis, la perte de couplage positive est C = 10 log10(Pentrée/Pcouplée). À 20 dB, le prélèvement idéal est 1% de l’entrée : 100 W donnent 1 W.
À 25 dB, la fraction est environ 0,316%, soit 0,316 W pour 100 W. Le capteur doit accepter bande, puissance et éventuels transitoires. Un nombre de dB n’autorise pas toute connexion directe.
Un hybride idéal à division égale fournit la moitié de la puissance à chaque sortie, soit environ 3,01 dB par branche. Il ne peut simultanément avoir une perte totale de chemin inférieure à 0,5 dB pour chaque branche : division et perte supplémentaire sont différentes.
Isolation et directivité
Avec entrée 1, passage 2, couplée 3 et isolée 4, et des références cohérentes, C = −20 log10|S31|, I = −20 log10|S41| et D = I−C.
Si C = 20 dB et I = 50 dB, la directivité est 30 dB. Utilisez les définitions du fabricant si sa numérotation diffère. Les charges des autres ports influencent les mesures.
Jonctions, hybrides et magic tee
Une jonction en T, un coupleur directionnel et un hybride ont des relations d’amplitude et de phase différentes. Un hybride à 90° n’équivaut pas à un magic tee avec ports somme et différence.
On ne peut attribuer à tout trois-ports passif réciproque simultanément division sans perte, adaptation de tous les ports et isolation des sorties. Examinez réseau et charges internes.
Combiner deux signaux
Un composant réciproque peut s’utiliser en sens inverse dans des conditions adaptées. La répartition dépend toutefois des amplitudes, fréquences et phases; une partie peut parvenir à la charge du port isolé.
La puissance spécifiée en division ne garantit pas toute combinaison de deux émetteurs. Vérifiez chaque port, charge et état de réflexion.
Applications et bande
- Prélèvement de puissance incidente.
- Surveillance de la réflexion d’une charge.
- Voie de référence d’une mesure.
- Distribution à amplitude et phase définies.
- Traitement somme et différence.
Le couplage directionnel existe aussi dans d’autres lignes. Un coupleur coaxial HF ne devient pas un guide creux parce qu’il partage ce principe. Aucun intervalle 18–220 GHz n’est commun à tous ces appareils.
Spécifier et réceptionner
Demandez couplage et variation en fréquence, perte de passage, isolation, directivité et réflexion. Pour les hybrides, ajoutez déséquilibres de phase et d’amplitude.
Définissez puissances moyenne et de crête, environnement, refroidissement et brides. La mesure VNA à faible niveau nécessite des ports et charges définis; elle ne certifie pas la tenue à la puissance de service.
Les définitions des coupleurs directionnels et des magic tee aident à comparer la configuration réelle du composant.
