Направленный ответвитель: переходное ослабление, направленность, развязка

Направленный ответвитель отбирает из тракта малую долю мощности — для контроля уровня, измерения КСВН или подачи сигнала на анализатор. Калькулятор считает переходное ослабление, направленность, развязку и вносимые потери по измеренным мощностям на портах или по паспортным данным, сравнивает потери с теоретическим минимумом и показывает главное для практики: в каких границах лежит истинный КСВН нагрузки, если измерять его ответвителем с конечной направленностью.

Исходные данные ответвителя

По измеренным мощностям на портахПо паспортным C и D

Переходное ослабление C, дБ

Направленность D, дБ

Вносимые потери IL, дБ · опц.

Измеренное отражение нагрузки (необязательно)

Величина

Значение · пусто — не оценивать

Введите то, что показал измеритель, — калькулятор покажет, в каких границах может лежать истинное значение из-за конечной направленности ответвителя.

Что считается и как

Направленный ответвитель — четырёхплечное СВЧ-устройство: порт 1 — вход, порт 2 — выход основного канала, порт 3 — ответвлённый (связанный) порт, порт 4 — изолированный. Все параметры определяются как отношения мощностей при согласованных нагрузках на всех портах.

Основные параметры.

C  = 10·log₁₀(P1/P3) — переходное ослабление
D  = 10·log₁₀(P3/P4) — направленность
I  = 10·log₁₀(P1/P4) = C + D — развязка
IL = 10·log₁₀(P1/P2) — вносимые потери

Тождество I = C + D — прямое следствие определений, а не эмпирический коэффициент. Если мощности заданы в дБм, все параметры получаются простым вычитанием.

Теоретический минимум вносимых потерь. Даже идеальный ответвитель без омических потерь ослабляет основной канал, потому что часть мощности уходит в ответвлённое плечо:

IL_идеал = −10·log₁₀(1 − 10^(−C/10))

Контрольные точки: C = 6 дБ → 1,256 дБ; C = 10 дБ → 0,458 дБ; C = 20 дБ → 0,0436 дБ; C = 30 дБ → 0,0043 дБ. Разница между паспортными и теоретическими потерями — это избыточные потери (омические, диэлектрические, рассогласование); они растут с частотой.

Погрешность измерения отражения из-за конечной направленности. В ответвлённый порт вместе с отражённой волной просачивается часть падающей — её относительный уровень равен 10^(−D/20). Фаза просочившейся волны неизвестна, поэтому волны складываются векторно, и модуль измеренного коэффициента отражения может отличаться от истинного в обе стороны:

δΓ = 10^(−D/20)
|Γ|_ист ∈ [ |Γ|_изм − δΓ ; |Γ|_изм + δΓ ]
КСВН = (1 + |Γ|)/(1 − |Γ|), RL[дБ] = −20·log₁₀(|Γ|)

Отсюда правило запаса: чтобы погрешность возвратных потерь не превышала ≈ ±0,9 дБ, нужно x = δΓ/|Γ| ≤ 0,1, то есть направленность на 20 дБ выше измеряемых возвратных потерь. Если δΓ ≥ |Γ|, измерение КСВН недостоверно — истинная нагрузка может оказаться идеально согласованной.

✓ Проверочный пример

Вход: Паспортные данные: C = 20 дБ, D = 30 дБ, IL = 0,35 дБ; измеренный КСВН нагрузки 1,5

Ожидается: I = 20 + 30 = 50 дБ; IL_идеал = −10·log₁₀(1 − 10⁻²) = 0,0436 дБ; избыточные потери 0,306 дБ; δΓ = 10^(−30/20) = 0,0316; измеренный |Γ| = 0,2 (RL = 13,98 дБ) → истинный |Γ| = 0,1684…0,2316, то есть КСВН 1,405…1,603 и RL 12,70…15,47 дБ; требуемая направленность ≥ 34,0 дБ

Источник: Определения C, D, I, IL — Mini-Circuits «Directional Couplers: Their Operation and Application» и MECA Electronics MAP-701; тождество I = C + D — обзор Microwaves & RF «Strategies For Planar Directional Couplers, Part 1» («isolation is equal to the sum of the directivity and coupling»). Теоретический минимум вносимых потерь сверен с таблицей MECA MAP-701 (20 дБ → 0,0436 дБ; 30 дБ → 0,0043 дБ). Модель погрешности 10^(−D/20) — R&S White Paper по параметрам направленных ответвителей и arXiv:1602.02689

Расчёт частотно-независимый: C, D и IL реального ответвителя меняются по диапазону — берите значения на рабочей частоте.

Источники (проверены 2026-07-26). Отдельного ГОСТ на термины и методику измерения параметров направленных ответвителей найти не удалось: ГОСТ 18238-72 «Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения» (действует, введён 01.01.1974) терминов «направленный ответвитель», «переходное ослабление», «направленность» и «развязка» не содержит — проверено по тексту стандарта. Поэтому расчёт опирается на классическую СВЧ-технику: Mini-Circuits «Directional Couplers: Their Operation and Application» (определения C, D, I, IL и нумерация портов), MECA Electronics MAP-701 (те же определения и таблица теоретических потерь основного канала), обзор Microwaves & RF «Strategies For Planar Directional Couplers, Part 1» (тождество I = C + D); модель погрешности из-за конечной направленности — R&S White Paper «Influence of a directional coupler’s parameters on the results of forward and reflected power measurement», arXiv:1602.02689, AllAboutCircuits «Understanding RF Power Measurement Errors in Directional Couplers». Общие требования к ответвителю как к средству измерений в РФ задаёт ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия» (действует, введён 01.01.1996, с Изменением № 1) — но это условия применения, стойкость к внешним воздействующим факторам и правила приёмки, а не методика расчёта параметров: группу по этому стандарту и нормы сверяйте по паспорту изделия.

Опубликовано: 26 июля 2026 г.Обновлено: 26 июля 2026 г.Актуальность стандартов проверена при последнем обновлении

Калькулятор — вспомогательный инструмент для оценки. Для сертификации, проектной документации и приёмочных испытаний сверяйтесь с первоисточником стандарта.

Похожие калькуляторы