Ka波段波导耦合器的设计与仿真(5)
图2.1定向耦合器
定向耦合器是一种用途极为广泛的四端口波导接头，如图2.1所示，它由主波导1,2和副波导3,4组成，当所有端口末端都上接特性阻抗，这时端口1,2间功率能自由传输而没有反射，同时在端口1,4间或端口2,3间没有功率传输，端口1,3和端口2,4间存在耦合，其耦合度取决于耦合器结构。
定向耦合器的特性可用耦合系数和方向性来表示。假定波在主波导中从端口1向端口2传播，其耦合系数和方向性分别定义为：
这里应当注意，端口2,3,4都是端接在它们的特性阻抗上的，耦合系数是主线与副线功率电平之比的量度，因此，若耦合系数已知，只要测量端口3的功率，就能确定端口1的输入功率，这个特性对微波功率的测量是很有意义的，方向性是主波导的前进行波仅仅耦合到副波导特定端口的好坏程度的量度，理想定向耦合器的方向性应当无穷大，因为端口2,3是完全匹配的，所以端口4的输出功率必须为零，实际上，一个良好的定向耦合器起方向性仅为30到35dB。
定向耦合器有几种类型，单孔定向耦合器、双孔定向耦合器、四孔定向耦合器、反极性耦合定向耦合器(Schwinger耦合器)和Bethe孔定向耦合器，本文针对的是宽壁耦合的单孔定向耦合器。
随着定向耦合器技术的发展，它应用到了更多更广泛的领域当中去，例如相控阵雷达等，越来越多的人开始关注这项技术，这更使定向耦合器得到了长足发展，随着时间的推移它在电子技术领域占到了越来越重要的地位。