通常情况下，射频器件可分为有源器件和无源器件。有源器件包括PA， LNA和 RFIC 等工作需要外加电源的微波元器件，无源器件包括无源滤波器，功分器，等无需外加电源就可以工作的微波元器件。无论是有源器件还是无源器件，都是射频电路中不可或缺的部分。射频器件多种多样，我们今天先来学习一下这四种最常见的无源器件——隔离器和环形器，耦合器和功分器。
问：什么是射频隔离器？
答：射频隔离器是一种双端口设备，可防止射频能量返回其来源。它类似于只允许电流沿一个方向流动的二极管，或流体流动系统中的止回阀。请注意，RF 隔离器与非 RF 信号和电源设计中使用的电流（欧姆）隔离绝对没有关系，并且它不是电流隔离的。
问：为什么需要隔离器？
答：它主要用于保护其他射频元件免受过度信号反射。例如，隔离器用于测试应用中，以在被测设备 (DUT) 和敏感信号源之间提供电气隔离。这是在 DUT 处的一些能量反射回源的情况下完成的。
2. 环行器Circulator
问：什么是环行器？
答：环行器是一种三端口器件，用于控制电路中信号流（射频能量）的方向。请注意，隔离器也是一个环形器，其第三个端口端接匹配负载。如下图所示
问：环行器在哪里使用？
答：环形器最常见的应用是发射器和接收器共用一个天线，保证高功率传输信号不能到达敏感的接收器输入端口，以防过载并可能损坏。（此功能的总称是双工器。）理想情况下，发射信号能量输出将仅到达天线端口，而不会被接收器“看到”，接收信号也只到接收器。（请注意，还有其他方法可以实现双工器功能，包括使用更昂贵的腔体双工器。）
问：关键性能参数及其典型值是什么？
答：这些是最常与射频设备和功能相关的（作为无源设备，它们当然不会提供任何增益）：
隔离度：通常为 10 dB 至 25 dB，取决于隔离器/环行器和负载之间的匹配。
插入损耗：只要在源和负载之间有一个设备，就会有一些损耗。这些设备的插入损耗通常低于 1 dB。
功率容量：铁氧体中不可避免的损失会导致热量必须以过高的温度消散，这会降低或损坏铁氧体材料的有效性。功率容量是指环形器/隔离器能够承载的最大功率，超过其功率容量，环形器/隔离器可能会被损坏。
带宽/频率范围：是指环形器，隔离器的工作频率和工作带宽，通过优化设计，标准隔离器和环行器可达到数十 GHz。
3. 耦合器
问：什么是定向耦合器？
A：它是一个四口设备，其中Port 1是入射口，Port 2是直通口（因为它是通过直线连接的）。端口 3 为耦合端口，端口 4 为隔离端口。同样，信号如果入射到端口 2，因此端口 1 是直通端口，端口 4 是耦合端口，端口 3 是隔离端口。
问：定向耦合器的主要参数是什么？
答：首先，与大多数微波设备一样，需要 S 参数来全面表征性能。基本规格与其他微波元件类似。假设端口 1 为入射端口，则端口 1 和端口 2 之间存在插入损耗（IL）；端口 1 和端口 4 之间的隔离度（I – 入射功率与背向反射功率之比）；端口 1 和端口 3 之间的耦合（C – 入射功率与正向功率之比）；端口 3 和端口 4 之间的方向性（D – 正向功率与反向功率之比）；当然，所有这些都以 dB 表示。
问：定向耦合器实际上是如何构建的？
答：有两种常见的方式：使用波导或使用传输线（当然还有很多子变体）。基本波导耦合器使用精确间隔和尺寸的孔，这些孔是波长和带宽的函数（并且孔可能具有非圆形形状），以允许功率在两个物理对齐的波导之间流动。因此，端口 1 上的入射能量与端口 3 上的入射能量混合。
问：耦合线耦合器怎么样？
答：显然，许多应用由于其尺寸、成本和其他问题而无法使用波导。在某些情况下，另一种选择是基于射频传输线的耦合器。它使用一对尺寸精确的非屏蔽传输线，彼此仔细对齐。这些线路可以是离散的传输线，甚至可以是带状线/微带线实现。
4. 功分器
问：什么是功分器？
A：功分器器作为耦合器的补充，有很多相似之处。分配器（也称为功率分配器）吸收一些入射能量并将其转移到另一个端口。“分离”的比例可以是每个端口的一半，也可以是为测试和测量目的对入射信号进行采样所需的一小部分（例如在 1% 和 10% 之间）
问：功分是如何实现的？
答：与耦合器一样，有很多方法可以做到这一点。一种广泛使用的方法是 Wilkinson 功率分配器，它使用由物理线或 带状线/微带线构建的分离过渡线 。
以上是我们关于无源器件包括隔离器，环形器，耦合器和功分器的介绍，希望您可以从中了解更多。下一篇我们将介绍卫星通讯系统中的射频有源器件，请继续关注我们的网站。如有任何疑问和帮助，请联系Antesky via sales@antesky.com.
