3dB定向耦合器是一个4端口器件，它由互相耦合的两段带状线构成，其中两带状线的长度为λ/4(或奇数倍λ/4)，并且互相平行，两带状线有一个公共外导体。其原理是利用两条传输线的信号传输与互相耦合实现不同端口的信号分配与合成。
如下图所示，①、④和②、③分别表示两段互相耦合的平行带状线。假设①端口为信号输入端，当从①端输入信号时，设输入功率为P1，则直通端④端口有直通信号输出，输出功率P4=P1/2;耦合端②端口有耦合信号输出，输出功率P2=P1/2;③端口是隔离端，电流为零无输出，.P3=0。在相位上，②端耦合端的相位与输入端同相，④端直通端的相位滞后输入端90°。
同样的，当信号从②端口输入时，即把②端作为输入端，则①端为耦合端，③端为直通端，④端为隔离端。
当①、③端同时送入信号时，如果送入的两个信号同频等幅且相位相差90°，假设③端滞后1端90°，下面分析在②、④端输出信号的情况。
在④端：①端输入的信号在④端直通输出，相位延迟90°，3端输入的信号在④端耦合输出，相位不变，两输出信号在④端同相叠加合成，即P4=P1+P3;在②端：③端输入的信号在②端直通输出．相位又延迟90°，与①端耦合过来的信号相位相差180°．两输出信号反相叠加，输出为零，即P2=0。①、③端相互为隔离端，彼此无影响。
由上分析可知．3dB定向耦合器既可实现功率的分配，又可实现功率的合成。
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