Коэффициент связи определяет, какая часть входной мощности поступает на связанный порт при заданных условиях. Для интерпретации нужны порты, опора, частота, нагрузки и единицы. Он не равен направленности или потере в основном пути.
1. Определение и пересчёт
При положительном переходном ослаблении C = 10 log10(Pin/Pc). Доля связанной мощности Pc/Pin = 10−C/10.
| C | Идеальная доля мощности |
|---|---|
| 10 dB | 10%. |
| 20 dB | 1%. |
| 30 dB | 0,1%. |
Ровно половина соответствует примерно 3,0103 dB. Обозначение 3 dB часто является округлённым номиналом. Чем больше C в этой записи, тем меньше отбираемая доля.
2. Порты и условия
Обозначим вход 1, основной выход 2, связанный 3 и изолированный 4. Реальная нумерация может отличаться. При внутренней нагрузке устройство может иметь только три внешних разъёма.
При одинаковых действительных опорных импедансах и согласовании C = −20 log10|S31|. Множитель 20 относится к амплитудам, а 10 — к мощностям.
Открытая неиспользуемая линия не воспроизводит нагрузку из спецификации и может изменить характеристики других портов.
3. Связь, изоляция и направленность
При тех же соглашениях I = −20 log10|S41|, D = I−C. Для C = 20 dB и I = 50 dB направленность равна 30 dB, не 50 dB.
Направленность характеризует разделение встречных волн. Известная связь сама по себе не гарантирует точное измерение слабого отражения.
В согласованной модели без тепловых потерь отбор 1% оставляет 99% основному пути, что соответствует примерно 0,0436 dB снижения. В действительности добавляются отражения, диссипация и другие эффекты.
4. Полоса, допуск и геометрия
Связь зависит от частоты, размеров, мод и материалов. Требуйте кривую, допуск и условия конкретной модели. Нет универсального соответствия между зазором 0,1–1 mm и связью 3–30 dB.
Для ±0,5 dB уточните, включает ли допуск частоту, производство или температуру. Это не ±0,5 процентного пункта мощности.
Например, 20 ±0,5 dB соответствуют приблизительно 0,891–1,122% связанной мощности. Это пересчёт условного интервала, не характеристика каждого ответвителя.
5. Уровень для измерительного приёмника
Учитывайте максимальную и минимальную входную мощность, потери кабеля, аттенюатор и диапазон датчика. В идеале 10 W = 40 dBm при C = 20 dB дают 20 dBm, то есть 100 mW, на связанном порту до последующих потерь.
Приёмник должен выдерживать максимум без насыщения и различать минимум над шумом. Средняя мощность не заменяет пиковый предел или допустимую нагрузку внутренней терминации.
Аттенюатор после измерительного порта снижает уровень на приёмнике, но не меняет собственный коэффициент связи устройства. Механическая регулировка допустима только у предусмотренных для неё конструкций.
6. Правильное измерение
- Задать полосу, направление и порты.
- Калибровать или охарактеризовать соединения до нужных плоскостей.
- Подключить предусмотренные нагрузки.
- Измерить основной путь, связь, изоляцию и отражение.
- Проверить динамику, шум и насыщение стенда.
- Зафиксировать температуру, мощность и неопределённость.
При использовании генератора и датчика нужна опорная оценка входной мощности. VNA даёт комплексные отношения, однако имеет ограничения уровней вместе с остальным стендом.
Основной источник — описание направленных ответвителей. Номинал в dB является началом выбора; окончательное решение требует реальной полосы и условий.
