Pour tester un coupleur directionnel, mesurez séparément couplage, perte de passage, isolation, directivité et réflexion. La numérotation dépend du produit : identifiez d’abord entrée, passage, couplage et terminaison, puis vérifiez toute la bande utile.
1. Définir les ports et conditions
Ici, le port 1 est l’entrée, le 2 le passage, le 3 le couplé et le 4 le côté isolé. C’est une convention d’explication. Sur un produit à trois ports avec terminaison interne, le point correspondant au port 4 peut être inaccessible.
Fixez fréquence, impédance de référence, niveau et puissance admissible. 2–4 GHz et +10 dBm ne sont pas des conditions communes à tous les appareils. Vérifiez la puissance au passage autant que celle à la sortie couplée.
2. Calibrer et terminer les ports inutilisés
Avec un VNA, effectuez la calibration nécessaire aux plans de référence. Les ports non mesurés reçoivent des charges adaptées. Réflexion de charge, adaptateurs et câbles affectent particulièrement la mesure de directivité.
Si vous déplacez les connexions avec un VNA deux ports, conservez des plans et une répétabilité cohérents. Pour une forte isolation, dynamique, bruit et fuite directe du banc deviennent essentiels.
3. Calculer avec la même convention
| Grandeur | Valeur positive en dB |
|---|---|
| Perte de passage IL | −20 log10|S21|. |
| Couplage C | −20 log10|S31|. |
| Isolation I | −20 log10|S41|. |
| Directivité D | I − C. |
Avec des puissances corrigées aux mêmes références, les différences en dBm donnent les rapports en dB. Si l’entrée vaut +10 dBm, le passage +9,6 dBm, le couplé −10 dBm et l’isolé −40 dBm, alors IL = 0,4 dB, C = 20 dB, I = 50 dB et D = 30 dB.
Ces chiffres illustrent le calcul. Ils n’imposent pas IL ≤ 0,5 dB ou D ≥ 30 dB à toutes les références.
4. Vérifier la limite de mesure
Lorsque le signal isolé atteint le bruit du récepteur, l’affichage n’est plus une valeur exacte établie du composant. Documentez une limite inférieure mesurable d’isolation ou une incertitude appropriée.
En inversant le sens d’excitation, les rôles couplé et isolé changent dans la structure. Une terminaison interne peut modifier les possibilités d’accès. Suivez la procédure du modèle plutôt que de supposer quatre ports accessibles.
Répartition de puissance et pertes
Un couplage de 20 dB prélève idéalement 1% de la puissance. Le passage des 99% restants correspond à environ 0,044 dB de diminution, même sans dissipation.
La perte de passage réelle peut inclure d’autres mécanismes. Ne traitez pas toute puissance manquante au passage comme chaleur. Vérifiez si la fiche donne perte totale ou perte additionnelle.
Réflexion, bande et puissance
Balayez la bande et mesurez la réflexion des ports dans les conditions de charge appropriées. Une bonne valeur de couplage à une seule fréquence ne caractérise pas l’ensemble du dispositif.
En puissance, vérifiez limites moyenne et de crête, température et charges internes. Un balayage VNA à faible niveau n’éprouve pas automatiquement l’échauffement ou la tenue aux impulsions.
Conserver une mesure reproductible
Pour un coupleur réalisé sur PCB, dimensions, substrat, masse et connecteurs modifient les résultats. Conservez schéma des ports, calibration, charges, câbles, niveaux et limites du banc.
Une directivité finie limite notamment la mesure de faible puissance réfléchie. Les principes des coupleurs directionnels expliquent les conventions ; les critères de conformité proviennent de la référence et de l’application choisies.
