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方向性結合器計算ツール — 結合線路の偶モード・奇モードインピーダンス

POSThttps://rftools.io/api/py/v1/calculate

スラッグ directional-coupler。1段の1/4波長結合線路形方向性結合器を設計します。必要な結合度に対する偶モード・奇モードインピーダンス、結合長、通過経路の損失、アイソレーションを求め、1段のエッジ結合では結合が密すぎる場合は警告します。

入力

これらの入力を、表示されている単位ですべて inputs に入れて送ってください。ほとんどは必須で、1 つでも欠けた呼び出しは拒否され（400）、費用はかかりません。省略しても計算できる入力は、表示されている既定値を使います。範囲外の入力も計算され、来歴で示されます。

directional-coupler の入力
名前	単位	範囲	既定値	説明
coupling数値	dB	0.1 以上	20	入力電力と結合ポート電力の比（dB）。10 dBでは電力の10分の1が結合します
z0数値	Ω	1 以上	50	すべてのポートを整合させるインピーダンス
frequency数値	GHz	0.001 以上	3	結合部の長さが1/4波長になり、結合度が最大になる周波数
effPermittivity数値	なし	1 以上	2.2	結合部の実効誘電率。ストリップ線路ではεrに等しい
directivity数値	dB	0 以上	30	結合ポート電力とアイソレーションポート電力の比（dB）。この設計ではなく、レイアウトとモード速度の釣り合いで決まります
couplingLimit数値	dB	0 以上	8	これより密な結合には警告が出ます。エッジ結合のセクション1段では、非現実的なほど狭いギャップが必要になるためです

出力

values に名前ごとに返されます。上限がない値や定義されない値は null です。

directional-coupler の出力
フィールド	単位	説明
evenModeImpedance主要値	Ω	偶モードインピーダンス
oddModeImpedance	Ω	奇モードインピーダンス
couplingFactor	なし	電圧結合係数
throughLoss	dB	通過経路の損失（結合して取り出された電力分）
isolation	dB	アイソレーション (I = C + D)
coupledLength	mm	結合部の長さ (λ/4)

呼び出し方

計算：1 回の呼び出し、リクエストとレスポンスの全体、そのエラー。
バッチ：この計算ツールをほかと組み合わせて、または掃引を、1 リクエストで。
目標値からの逆算：出力を目標値にする入力の値。

curl -X POST https://rftools.io/api/py/v1/calculate \
  -H "X-API-Key: $RFTOOLS_API_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "slug": "directional-coupler",
    "inputs": {
      "coupling": 20,
      "z0": 50,
      "frequency": 3,
      "effPermittivity": 2.2,
      "directivity": 30,
      "couplingLimit": 8
    }
  }'

import rftools

client = rftools.Client()  # reads RFTOOLS_API_KEY, or the key `rftools login` saved

result = client.calculate("directional-coupler", {
    "coupling": 20,
    "z0": 50,
    "frequency": 3,
    "effPermittivity": 2.2,
    "directivity": 30,
    "couplingLimit": 8,
})
print(result.values)
print(result.warnings, result.provenance.formula_ref)

const response = await fetch("https://rftools.io/api/py/v1/calculate", {
  method: "POST",
  headers: {
    "X-API-Key": process.env.RFTOOLS_API_KEY,
    "Content-Type": "application/json",
  },
  body: JSON.stringify({
    "slug": "directional-coupler",
    "inputs": {
      "coupling": 20,
      "z0": 50,
      "frequency": 3,
      "effPermittivity": 2.2,
      "directivity": 30,
      "couplingLimit": 8
    }
  }),
});
console.log(response.status, await response.json());

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"io"
	"net/http"
	"os"
)

func main() {
	body := []byte(`{
	  "slug": "directional-coupler",
	  "inputs": {
	    "coupling": 20,
	    "z0": 50,
	    "frequency": 3,
	    "effPermittivity": 2.2,
	    "directivity": 30,
	    "couplingLimit": 8
	  }
	}`)
	req, err := http.NewRequest("POST", "https://rftools.io/api/py/v1/calculate", bytes.NewReader(body))
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	req.Header.Set("X-API-Key", os.Getenv("RFTOOLS_API_KEY"))
	req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
	res, err := http.DefaultClient.Do(req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer res.Body.Close()
	out, _ := io.ReadAll(res.Body)
	fmt.Println(res.Status, string(out))
}

application/json

{
  "slug": "directional-coupler",
  "values": {
    "evenModeImpedance": 55.27707983925667,
    "oddModeImpedance": 45.22670168666455,
    "couplingFactor": 0.1,
    "throughLoss": 0.04364805402450088,
    "isolation": 50,
    "coupledLength": 16.843336162593108
  },
  "warnings": [],
  "errors": [],
  "provenance": {
    "method": "calculator:directional-coupler",
    "version": "api@3f2c1a9b04de",
    "formulaRef": "Pozar, Microwave Engineering, 4th ed. (2012), §7.1, Eqs. (7.20)–(7.21), and §7.6, Eqs. (7.85)–(7.87)",
    "assumptions": [
      {
        "code": "equal-mode-velocities",
        "text": "The even and odd modes travel at the same phase velocity (TEM, as in stripline); in microstrip they do not, and the directivity is degraded."
      },
      {
        "code": "single-section",
        "text": "One quarter-wave coupled section, so the coupling is exact only at the centre frequency; losses are not modelled."
      }
    ],
    "validRange": {
      "status": "inside",
      "bounds": {
        "coupling": {
          "min": 0.1,
          "max": null,
          "unit": "dB"
        },
        "z0": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": "Ω"
        },
        "frequency": {
          "min": 0.001,
          "max": null,
          "unit": "GHz"
        },
        "effPermittivity": {
          "min": 1,
          "max": null,
          "unit": ""
        },
        "directivity": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "dB"
        },
        "couplingLimit": {
          "min": 0,
          "max": null,
          "unit": "dB"
        }
      },
      "outside": [],
      "model": null
    },
    "computedAt": "2026-09-24T14:05:11.003Z",
    "inputs": {
      "coupling": 20,
      "z0": 50,
      "frequency": 3,
      "effPermittivity": 2.2,
      "directivity": 30,
      "couplingLimit": 8
    },
    "seed": null,
    "elapsedSeconds": 0.003
  }
}

{
  "detail": [
    {
      "type": "float_parsing",
      "loc": [
        "body",
        "inputs",
        "coupling"
      ],
      "msg": "Input should be a valid number, unable to parse string as a number",
      "input": "abc"
    }
  ]
}

テキストとして送られた入力。計上はされていません。

{
  "detail": "More than 120 requests in 60 seconds from this address.",
  "errorKind": "rate_limited",
  "limit": 120,
  "windowSeconds": 60,
  "upgradeUrl": "https://rftools.io/pricing/"
}

1 分あたりのリクエストが多すぎます。Retry-After 付き。

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