如何选择合适的耦合器

举例来说，由于某项业务顺利完成，老板获得了40两黄金，但不能全部留下，他要给员工分一些钱，用来激励员工更加努力地工作，但是不会给员工分很多，只分4两。这4两相当于从主要利益上“耦合”出来的一点小利益，老板把绝大多数（36两）留给自己。

对于老板来说，给员工的钱是一种损耗（对应耦合器的插入损耗），换算成dB，插入损耗有10lg40/36=0.45 dB；对于员工来说，自己得到的利益是从总利益“耦合”出来的，员工的利益相对于总利益的比例就是耦合的程度，换算成dB，就是10lg40/4=10 dB。

耦合器就是从主干通道提取出一部分功率的射频器件，一般包括主干通道的输入端口、主干通道的输出端口和提取部分功率的耦合端口，如图2-18所示。

图2-18 耦合器的功率分配

耦合器的输入端口的功率和输出端口的功率之比，换算成dB，就是插入损耗，如下式：

式中，P_i和P_o的单位为mW。

输入端口的功率和耦合端口的功率之比，换算成dB，就是耦合度，如下式：

耦合器的名称一般用耦合度来表示。比如，耦合度是10 10dB耦合器；耦合度是15dB的耦合器，叫15dB耦合器。

耦合度（绝对值）越大，耦合出去的功率越小，那么主干通道输出的功率就越大，插入损耗（绝对值）就越小。

下面讲解插入损耗和耦合度的关系。

理想耦合器输入端口的功率应该是输出端口功率和耦合端口功率之和，如下式：

P_i=P_o+P_c （2-6）

上式经过变换，可得：

假若耦合度（绝对值）用x表示，插入损耗（绝对值）用y表示，单位为dB，那么会有下式：

于是：(www.xing528.com)

那么插入损耗和耦合度的关系可以用下式表示：

从上式可以得出理想耦合器的插入损耗和耦合度的对应关系，如表2-10和图2-19所示。这说明主干通道上的功率损耗取决于耦合通道的功率大小，即决定于耦合度。

表2-10常见耦合器的耦合度和插入损耗的关系

图2-19 理想耦合器的耦合度和插入损耗的关系

现实的耦合器的插入损耗不仅仅是耦合端口的功率损失，还包括射频器件本身带来的介质损耗。因此，现实耦合器的插入损耗会比理想耦合器的插入损耗大一些，要多考虑0.1～0.3dB的介质损耗（实际上和射频器件厂家有关）。

当耦合度足够大的时候，耦合端口耦合出去的功率相比主干通道来说是非常小的，输入/输出的功率可以近似地认为是相同的。

功分器和耦合器都是功率分配的射频器件。不同的是，功分器是一种功率在端口处平均分配的射频器件，而耦合器则是一种功率不等值分配的射频器件。和功分器的几个输出端口要保证足够的隔离度一样，耦合器的输出端口和耦合端口也应该保证足够的隔离度。

在实际应用中，耦合器主要应用在需要信号注入、信号监测和信号取样的场景。

信号注入是指可以用耦合器从基站的收、发端口分配一定比例的功率，送入室分系统中，也可以从室分系统的主干通道上分配一部分功率，进入该室分系统的旁支。

信号监测是指用耦合器耦合出来的一部分信号进行监测，如通过测量入射功率和反射功率，从而测量驻波比等系统指标。

信号取样是指使用耦合器从基站引出下行信号，并将上行信号送入基站，如光纤直放站的近端可以使用耦合器从基站处获取信号。

在室分系统设计时，选择耦合器首先要看它的工作频率范围是否满足工作要求，耦合度、插入损耗是否满足设计要求。表2-11是某一厂家的常用耦合器的参考指标，在工程设计中选用耦合器时一般都要考虑这些指标。

表2-11 常用耦合器的参考指标