分支線耦合器，是一種90 度或正交混合耦合器，由于其制造工藝簡單且易于設計，被廣泛應用于各個行業(yè)。分支線耦合器是無源器件，常用于單天線發(fā)射器系統和I/Q（信號分配器/合路器）。讓我們了解一下這類耦合器的基本工作原理及一些重要的設計要素。

關于分支線耦合器

分支線耦合器被用于分配及合并功率。這類耦合器由兩個相位差為90 度的耦合端口組成。功率從一個輸入端口進入，然后被平均分配給兩個輸出端口。第四個端口為隔離端口。

分支線耦合器幾何圖形。圖中，傳輸線是水平的，分支線是垂直的。

如上圖中的幾何圖形所示，分支線耦合器是對稱性的設計，這就意味著將任意端口作為輸入端口時，仍然要能實現相同頻率的功率輸出。在上圖所示的幾何圖形中，位于左下角的端口被選為輸入端口，我們可以互換輸入端口和隔離端口，也可以將圖中的幾何圖形水平翻轉，使兩個輸出端口位于左側，輸入端口和隔離端口位于右側。

在單天線發(fā)射器/接收器系統中，輸入端口（1）處設有一個發(fā)射器，端口（2）設有一個50 歐姆的終端，另一個輸出端口（3）處設有一根天線，隔離端口（4）處設有接收器。在這里，功率在正交相位中從發(fā)射器向天線移動，隨后天線向接收器發(fā)送一個返回信號。接收器與發(fā)射器互不影響。

重要設計要素

為確保分支線耦合器功能正常，在設計過程中須遵循以下原則：

· 高隔離度
○ 最大限度地提高隔離度，但需要注意的是，永遠無法達到100%
· 任意端口都可被設置為輸入端口、隔離端口或輸出端口，且依然能夠實現相同的頻率輸出能力
○ 正交相位差（S 參數）

示例模型

如果您想設計一個精確的分支線耦合器，可以借助COMSOL Multiphysics 以及 “RF 模塊”來進行建模。為了幫助您入門，我們在網站的“案例下載”及“RF 模塊”的模型庫中提供了一個示例模型供您參考（可以在“無源器件”下找到）。

按照模型文件的說明進行操作，就可以計算出S 參數，同時還能估算出相差以確認其為90 度。您還可以分析工作頻率內，端口的匹配、隔離及耦合情況。

圖像顯示了輸入功率（紅色）被平均分配給兩個輸出端口（黃色）。隔離端口顯示為藍色。