集總式（LC）定向耦合器計算器

使用步驟

1. 輸入耦合度 Cf（dB，負值，需 ≤ −15 dB），例如 −20 dB。
2. 輸入系統特性阻抗 Zo（一般 50 Ω）與中心頻率 fo（MHz）。
3. 按計算，取得電感 L、並聯電容 C 與耦合電容 Cc。
4. 依電路圖焊上 4 顆 L、2 顆 C、2 顆 Cc；耦合埠接偵測電路，隔離埠接 Zo 負載電阻。

原理與公式

每條線上的兩顆串聯電感與中點並聯電容，等效為一段特性阻抗 Zo 的人工傳輸線；兩線端點之間的小電容 Cc 提供弱耦合，使主線的一部分功率耦合到耦合埠，而在隔離埠相互抵消：

耦合度與功率比例的關係：P_耦合 / P_輸入 = 10^Cf/10，例如 −20 dB ≈ 1%、−30 dB ≈ 0.1%。

設計提示

• 集總式耦合器頻寬較窄，適合單一頻段；方向性（隔離度）受元件誤差影響大，四顆電感與兩顆 Cc 應選同批、高精度（±2% 以內）元件。
• Cc 通常只有零點幾 pF，PCB 焊墊與走線的寄生電容已占相當比例，建議先以計算值的 70–80% 試焊，再以網路分析儀量 S31、S41 微調。
• 電感請選高 Q 值、自諧振頻率遠高於 fo 的 RF 電感；元件間走線用 50 Ω 微帶線（可用微帶線計算器）。
• 需要不等功率分配時，可改用不等分 Wilkinson 分配器。

常見問題 FAQ

為什麼耦合度限制在 −15 dB 以下？

本公式基於弱耦合近似，Cc 遠小於 C 時主線阻抗幾乎不受影響；耦合太強時主線失配增加，需改用完整的耦合器設計方法。

隔離埠要怎麼處理？

隔離埠應接一顆與 Zo 相同的電阻（例如 50 Ω）到地，才能維持方向性；若要同時量測反射功率，可在隔離埠接第二組偵測電路。

可以用在多高的頻率？

受限於元件自諧振與寄生效應，集總式設計通常用在數百 MHz 到約 1–2 GHz；更高頻建議改用微帶耦合線。

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