双工耦合器是一种被广泛应用于无线通信系统和雷达系统中的被动元件,它可以在两个输入端和两个输出端之间实现能量的交换和联接。同时,在两个端口之间,它还可以实现将有源电路的输入和输出隔离开来,以避免电路之间的相互影响。
在无线通信中,双工耦合器常用于实现前后级之间的功率切换和天线的选择,以避免天线"看到"前端的信号发射。
双工耦合器有多种实现方式,其中最常见的是基于传输线理论的微带线耦合器实现方式,它是一种采用微带线来实现的三dB耦合器,在微波集成电路中广泛应用。除此之外,还有基于同轴线理论的同轴线耦合器、基于波导理论的波导耦合器、基于反射器理论的反射式耦合器等实现方式。
在实际应用中,双工耦合器的性能指标包括通带损耗、隔离度、驻波比、功率容限、频带宽度、插入损耗等,因此设计和制造双工耦合器需要兼顾这些因素,在性能与造价之间做出平衡。
在无线通信中,双工耦合器通常扮演着功率分配器和功率合成器的角色。对于一个天线,如果需要同时进行接收和发射,则可以通过一个双工耦合器将天线的输入输出端口分离为两个端口,从而实现信号的接收和发射。
在雷达应用中,双工耦合器会被用于将发射信号和接收信号分离,同时避免二者相互干扰。
除此之外,双工耦合器在其它领域也有着广泛的应用,如电子测量、天线阵列等。
双工耦合器和同轴开关都可以用于实现天线的切换,但是它们各有特点。同轴开关可以更快速地切换天线,但是其隔离度相对较差,对于压制干扰信号效果并不是很好,而双工耦合器则相反,隔离度较高,但是切换时间稍长。因此在具体应用中需要根据实际需要进行选择。