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X3C21E3-03S

器件型号:X3C21E3-03S
器件类别:热门应用    无线/射频/通信   
厂商名称:Anaren
厂商官网:http://www.anaren.com/
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器件描述

600 MHz - 900 MHz RF/MICROWAVE 90 DEGREE HYBRID COUPLER, 0.2 dB INSERTION LOSS-MAX

600 MHz - 900 MHz 射频/微波 90 DEGREE 混合 耦合器, 0.2 dB 插入 最大损耗

参数
X3C21E3-03S最大工作温度 95 Cel
X3C21E3-03S最小工作温度 -55 Cel
X3C21E3-03S最大输入功率 130 W
X3C21E3-03S最大工作频率 900 MHz
X3C21E3-03S最小工作频率 600 MHz
X3C21E3-03S加工封装描述 ROHS COMPLIANT PACKAGE-4
X3C21E3-03S状态 ACTIVE
X3C21E3-03S最大电压驻波比 1.15
X3C21E3-03S结构 COMPONENT
X3C21E3-03S端子涂层 TIN
X3C21E3-03S阻抗特性 50 ohm
X3C21E3-03S最大插入损耗 0.2000 dB
X3C21E3-03S微波射频类型 90 DEGREE HYBRID COUPLER

X3C21E3-03S器件文档内容

`                                                        Model X3C21P1-03S

                                                                                      Rev C

                                                                        Hybrid Coupler
                                                                                 3 dB, 90

                           Description
                           The X3C21P1-03S is a low profile, high performance 3dB hybrid coupler in
                           a new easy to use, manufacturing friendly surface mount package. It is
                           designed for LTE and WIMAX band applications. The X3C21P1-03S is
                           designed particularly for balanced power and low noise amplifiers, plus
                           signal distribution and other applications where low insertion loss and tight
                           amplitude and phase balance is required. It can be used in high power
                           applications up to 110 watts.

                           Parts have been subjected to rigorous qualification testing and they are
                           manufactured using materials with coefficients of thermal expansion (CTE)
                           compatible with common substrates such as FR4, G-10, RF-35, RO4003
                           and polyimide. Produced with 6 of 6 RoHS compliant tin immersion finish.

eatures:                   Electrical Specifications **      Insertion      VSWR      Amplitude
1800-2300 MHz                                                Loss                    Balance
LTE, WIMAX                Frequency Isolation                              Max : 1
High Power                                                   dB Max                     dB Max
Very Low Loss                 MHz   dB Min                                 1.15
Tight Amplitude Balance                                       0.22         1.12        0.22
High Isolation           2000-2300    23                      0.12         1.33        0.10
Production Friendly      2110-2170    25                      0.25         1.17        0.40
Tape and Reel            2300-2400    18                      0.17    Operating        0.22
Lead-Free                1800-2200    23                                Temp.
                                                              JC
                             Phase    Power                                      C
                                                               C/Watt
                           Degrees    Avg. CW Watts

                           90 4.0    90                     32.1       -55 to +95

                           90 2.0    110                    32.1       -55 to +95

                           90 4.0    90                     32.1       -55 to +95

                           90 3.0    90                     32.1       -55 to +95

                    **Specification based on performance of unit properly installed on Anaren Test Board 54147-0001 with small
                    signal applied. Specifications subject to change without notice. Refer to parameter definitions for details.

Mechanical Outline

                                        Available on Tape    USA/Canada:    (315) 432-8909
                                      and Reel for Pick and    Toll Free:   (800) 411-6596
                                      Place Manufacturing.                 +44 2392-232392
                                                                Europe:
Model X3C21P1-03S

      Rev C

Hybrid Coupler Pin Configuration
The X3C21P1-03S has an orientation marker to denote Pin 1. Once port one has been identified the other ports are
known automatically. Please see the chart below for clarification:

Configuration        Pin 1            Pin 2                    Pin 3         Pin 4
    Splitter         Input          Isolated
    Splitter                                             -3dB  - 90      -3dB
    Splitter       Isolated           Input                -3dB        -3dB  - 90
    Splitter
               -3dB  - 90         -3dB                         Input       Isolated
  *Combiner      -3dB           -3dB  - 90                   Isolated        Input
  *Combiner
  *Combiner      A  - 90            A                        Isolated       Output
  *Combiner        A              A  - 90                     Output       Isolated

                   Isolated          Output                A  - 90         A
                                                             A           A  - 90
                    Output          Isolated

*Notes: "A" is the amplitude of the applied signals. When two quadrature signals with equal amplitudes are
applied to the coupler as described in the table, they will combine at the output port. If the amplitudes are
not equal, some of the applied energy will be directed to the isolated port.

The actual phase,  , or amplitude at a given frequency for all ports, can be seen in our de-embedded s-

parameters, that can be downloaded at www.anaren.com.

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
       `                                                                                                                                              Model X3C21P1-03S

                                                                                                                                                                                                                                                    Rev C

Insertion Loss and Power Derating Curves

                                                                                                                                                      X3C21P1-03 Power Derating Curve

          Typical Insertion Loss Derating Curve for X3C21P1-03                                                                                200

    0                                             typical insertion loss (f=2170Mhz)                                                          180
-0.05                                             typical insertion loss (f=2300Mhz)
-0.1                                             typical insertion loss (f=2400Mhz)                                                          160                                                   2110 - 2170Mhz
                                                  typical insertion loss (f=2200Mhz)
                                                                                                                                                                                                    2000 - 2400Mhz

Insertion Loss (dB)                                                                                                                           140
                                                                                                               Total In put P ow er (W atts)
-0.15                                                                                                                                         120
                                                                                                                                              110
                                                                                                                                              100
                                                                                                                                               90
                                                                                                                                               80

-0.2                                                                                                                                          60

                                                                                                                                              40

-0.25                                                                                                                                         20

-0.3                                                                                                                                          0
   -100
                                                                                                                                                   0  50  95 100                               150                                                         200

          0  100          200              300                                        400                                                                 Mounting Interface Temperature (oC)

             Temperature of the Part (oC)

Insertion Loss Derating:                                                                   Power Derating:

The insertion loss, at a given frequency, of a group of                                    The power handling and corresponding power derating
couplers is measured at 25C and then averaged. The                                        plots are a function of the thermal resistance, mounting
                                                                                           surface temperature (base plate temperature),
measurements are performed under small signal                                              maximum continuous operating temperature of the
                                                                                           coupler, and the thermal insertion loss. The thermal
conditions (i.e. using a Vector Network Analyzer). The                                     insertion loss is defined in the Power Handling section of
process is repeated at 85C, 150C, and 200C. A best-                                     the data sheet.

fit line for the measured data is computed and then
plotted from -55C to 300C.

                                                                                           As the mounting interface temperature approaches the
                                                                                           maximum continuous operating temperature, the power
                                                                                           handling decreases to zero.

                                                                                           If mounting temperature is greater than 95C, Xinger
                                                                                           coupler will perform reliably as long as the input power
                                                                                           is derated to the curve above.

                                                                                             Available on Tape                                            USA/Canada:    (315) 432-8909
                                                                                           and Reel for Pick and                                            Toll Free:   (800) 411-6596
                                                                                           Place Manufacturing.                                                         +44 2392-232392
                                                                                                                                                             Europe:
Model X3C21P1-03S

Rev C

Typical Performance (-55C, 25C & 95C): 1700-2400 MHz

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
           `                                             Model X3C21P1-03S

Typical Performance (-55C, 25C & 95C): 1700-2400 MHz                                                                                                Rev C

  Available on Tape                                      USA/Canada:    (315) 432-8909
and Reel for Pick and                                      Toll Free:   (800) 411-6596
Place Manufacturing.                                                   +44 2392-232392
                                                            Europe:
Model X3C21P1-03S

Rev C

Definition of Measured Specifications

Parameter                              Definition                       Mathematical Representation

            VSWR        The impedance match of                                             Vmax
(Voltage Standing Wave     the coupler to a 50
                                                                                   VSWR =
             Ratio)     system. A VSWR of 1:1 is
                                                                                           Vmin
                                    optimal.
                                                                Vmax = voltage maxima of a standing wave
Return Loss            The impedance match of                   Vmin = voltage minima of a standing wave
Insertion Loss            the coupler to a 50
                                                                                                VSWR + 1
    Isolation           system. Return Loss is
Phase Balance             an alternate means to                     Return Loss (dB)= 20log

                             express VSWR.                                                      VSWR -1
                        The input power divided
                        by the sum of the power                                                      Pin
                         at the two output ports.
                        The input power divided                    Insertion Loss(dB)= 10log

                           by the power at the                                                   P P cpl + direct
                                isolated port.                                                    P in

                        The difference in phase                             Isolation(dB)= 10log
                         angle between the two
                                                                                                  Piso
                                output ports.
                                                                Phase at coupled port Phase at direct port

                        The power at each output                Pcpl  Pdirect
                         divided by the average                 10log  Pcpl + Pdirect  and 10log  Pcpl + Pdirect
Amplitude Balance
                        power of the two outputs.
                                                                2     2

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                                                      Rev C

Notes on RF Testing and Circuit Layout

The X3C21P1-03S Surface Mount Couplers require the use of a test fixture for verification of RF performance. This
test fixture is designed to evaluate the coupler in the same environment that is recommended for installation.
Enclosed inside the test fixture, is a circuit board that is fabricated using the recommended footprint. The part being
tested is placed into the test fixture and pressure is applied to the top of the device using a pneumatic piston. A four
port Vector Network Analyzer is connected to the fixture and is used to measure the S-parameters of the part. Worst
case values for each parameter are found and compared to the specification. These worst case values are reported to
the test equipment operator along with a Pass or Fail flag. See the illustrations below.

   3 dB and 5dB                         Test Board
    Test Board                          In Fixture

                 Test Station

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Rev C

The effects of the test fixture on the measured data must be minimized in order to accurately determine the
performance of the device under test. If the line impedance is anything other than 50 and/or there is a discontinuity
at the microstrip to SMA interface, there will be errors in the data for the device under test. The test environment can
never be "perfect", but the procedure used to build and evaluate the test boards (outlined below) demonstrates an
attempt to minimize the errors associated with testing these devices. The lower the signal level that is being
measured, the more impact the fixture errors will have on the data. Parameters such as Return Loss and
Isolation/Directivity, which are specified as low as 27dB and typically measure at much lower levels, will present the
greatest measurement challenge.

The test fixture errors introduce an uncertainty to the measured data. Fixture errors can make the performance of the
device under test look better or worse than it actually is. For example, if a device has a known return loss of 30dB and
a discontinuity with a magnitude of 35dB is introduced into the measurement path, the new measured Return Loss
data could read anywhere between 26dB and 37dB. This same discontinuity could introduce an insertion phase
error of up to 1.

There are different techniques used throughout the industry to minimize the affects of the test fixture on the
measurement data. Anaren uses the following design and de-embedding criteria:

          Test boards have been designed and parameters specified to provide trace impedances of 50
               1. Furthermore, discontinuities at the SMA to microstrip interface are required to be less than
               35dB and insertion phase errors (due to differences in the connector interface discontinuities
               and the electrical line length) should be less than 0.50 from the median value of the four
               paths.

          A "Thru" circuit board is built. This is a two port, microstrip board that uses the same SMA to
               microstrip interface and has the same total length (insertion phase) as the actual test board. The
               "Thru" board must meet the same stringent requirements as the test board. The insertion loss
               and insertion phase of the "Thru" board are measured and stored. This data is used to
               completely de-embed the device under test from the test fixture. The de-embedded data is
               available in S-parameter form on the Anaren website (www.anaren.com).

Note: The S-parameter files that are available on the anaren.com website include data for frequencies that are
outside of the specified band. It is important to note that the test fixture is designed for optimum performance through
2.3GHz. Some degradation in the test fixture performance will occur above this frequency and connector interface
discontinuities of 25dB or more can be expected. This larger discontinuity will affect the data at frequencies above
2.3GHz.

Circuit Board Layout

The dimensions for the Anaren test board are shown below. The test board is printed on Rogers RO4003 material
that is 0.032" thick. Consider the case when a different material is used. First, the pad size must remain the same to
accommodate the part. But, if the material thickness or dielectric constant (or both) changes, the reactance at the
interface to the coupler will also change. Second, the linewidth required for 50 will be different and this will introduce
a step in the line at the pad where the coupler interfaces with the printed microstrip trace. Both of these conditions will
affect the performance of the part. To achieve the specified performance, serious attention must be given to the
design and layout of the circuit environment in which this component will be used.

If a different circuit board material is used, an attempt should be made to achieve the same interface pad reactance
that is present on the Anaren RO4003 test board. When thinner circuit board material is used, the ground plane will
be closer to the pad yielding more capacitance for the same size interface pad. The same is true if the dielectric
constant of the circuit board material is higher than is used on the Anaren test board. In both of these cases,
narrowing the line before the interface pad will introduce a series inductance, which, when properly tuned, will
compensate for the extra capacitive reactance. If a thicker circuit board or one with a lower dielectric constant is used,

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the interface pad will have less capacitive reactance than the Anaren test board. In this case, a wider section of line
before the interface pad (or a larger interface pad) will introduce a shunt capacitance and when properly tuned will
match the performance of the Anaren test board.

Notice that the board layout for the 3dB and 5dB couplers is different from that of the 10dB and 20dB couplers. The
test board for the 3dB and 5dB couplers has all four traces interfacing with the coupler at the same angle. The test
board for the 10dB and 20dB couplers has two traces approaching at one angle and the other two traces at a different
angle. The entry angle of the traces has a significant impact on the RF performance and these parts have
been optimized for the layout used on the test boards shown below.

                   3 dB and 5dB Test Board

Testing Sample Parts Supplied on Anaren Test Boards

If you have received a coupler installed on an Anaren produced microstrip test board, please remember to remove the
loss of the test board from the measured data. The loss is small enough that it is not of concern for Return Loss and
Isolation/Directivity, but it should certainly be considered when measuring coupling and calculating the insertion loss
of the coupler. An S-parameter file for a "Thru" board (see description of "Thru" board above) will be supplied upon
request. As a first order approximation, one should consider the following loss estimates:

   Frequency Band                                    Avg. Ins. Loss of Test Board @ 25C
     869-894 MHz                                                 ~0.064dB
     925-960 MHz                                                 ~0.068dB
   1805-1880 MHz                                                 ~0.119dB
   1930-1990 MHz                                                 ~0.126dB
   2110-2170 MHz                                                 ~0.136dB

The loss estimates in the table above come from room temperature measurements. It is important to note that the
loss of the test board will change with temperature. This fact must be considered if the coupler is to be evaluated at
other temperatures.

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Rev C

Peak Power Handling
High-Pot testing of these couplers during the qualification procedure resulted in a minimum breakdown voltage of
1.31Kv (minimum recorded value). This voltage level corresponds to a breakdown resistance capable of handling at
least 12dB peaks over average power levels, for very short durations. The breakdown location consistently occurred
across the air interface at the coupler contact pads (see illustration below). The breakdown levels at these points will
be affected by any contamination in the gap area around these pads. These areas must be kept clean for optimum
performance. It is recommended that the user test for voltage breakdown under the maximum operating conditions
and over worst case modulation induced power peaking. This evaluation should also include extreme environmental
conditions (such as high humidity).

Orientation Marker
A printed circular feature appears on the top surface of the coupler to designate Pin 1. This orientation marker is not
intended to limit the use of the symmetry that these couplers exhibit but rather to facilitate consistent placement of
these parts into the tape and reel package. This ensures that the components are always delivered with the same
orientation. Refer to the table on page 2 of the data sheet for allowable pin configurations.
Test Plan
Xinger III couplers are manufactured in large panels and then separated. All parts are RF small signal tested and DC
tested for shorts/opens at room temperature in the fixture described above . (See "Qualification Flow Chart" section
for details on the accelerated life test procedures.)

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Power Handling

The average power handling (total input power) of a Xinger coupler is a function of:

    Internal circuit temperature.
    Unit mounting interface temperature.
    Unit thermal resistance
    Power dissipated within the unit.

All thermal calculations are based on the following assumptions:

    The unit has reached a steady state operating condition.
    Maximum mounting interface temperature is 95oC.

    Conduction Heat Transfer through the mounting interface.
    No Convection Heat Transfer.

    No Radiation Heat Transfer.
    The material properties are constant over the operating temperature range.

Finite element simulations are made for each unit. The simulation results are used to calculate the unit thermal
resistance. The finite element simulation requires the following inputs:

    Unit material stack-up.
    Material properties.
    Circuit geometry.
    Mounting interface temperature.
    Thermal load (dissipated power).

The classical definition for dissipated power is temperature delta (T) divided by thermal resistance (R). The

dissipated power (Pdis) can also be calculated as a function of the total input power (Pin) and the thermal insertion loss
(ILtherm):

                          T              1         -  ILtherm     
                           R                           10
                P      =      =  P          -  10                   (W )
                  dis              in                                                     (1)

Power flow and nomenclature for an "X" style coupler is shown in Figure 1.

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                                           PIn POut(RL)

                     Input Port Pin 1                                  Isolated Port

                      Coupled Port Pin 4                               Direct Port

                  POut(CPL)                                            POut(DC)

                                          Figure 1

The coupler is excited at the input port with Pin (watts) of power. Assuming the coupler is not ideal, and that there are
no radiation losses, power will exit the coupler at all four ports. Symbolically written, Pout(RL) is the power that is
returned to the source because of impedance mismatch, Pout(ISO) is the power at the isolated port, Pout(CPL) is the
power at the coupled port, and Pout(DC) is the power at the direct port.

At Anaren, insertion loss is defined as the log of the input power divided by the sum of the power at the coupled and
direct ports:

Note: in this document, insertion loss is taken to be a positive number. In many places, insertion loss is written as a
negative number. Obviously, a mere sign change equates the two quantities.

              IL  =  10         log10           Pin                    (dB)           (2)
                                        P + out(CPL)
                                                          Pout (DC)

In terms of S-parameters, IL can be computed as follows:

              IL = -10  log10  S31 2 + S41 2  (dB)                                    (3)

We notice that this insertion loss value includes the power lost because of return loss as well as power lost to the
isolated port.

For thermal calculations, we are only interested in the power lost "inside" the coupler. Since Pout(RL) is lost in the
source termination and Pout(ISO) is lost in an external termination, they are not be included in the insertion loss for
thermal calculations. Therefore, we define a new insertion loss value solely to be used for thermal calculations:

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                                                                                                                 Rev C

   IL         = 10  log10   P            +            P           P              +  P              (dB)  (4)
       therm                  out (CPL)                       in    out ( ISO)        out ( RL)

                                               P+
                                                 out ( DC )

In terms of S-parameters, ILtherm can be computed as follows:

   IL         =  -10  log10           S 2+S 2+S 2+                               S2                (dB)  (5)
       therm                          11            21                31           41

The thermal resistance and power dissipated within the unit are then used to calculate the average total input power
of the unit. The average total steady state input power (Pin) therefore is:

                                                               T

              P=               P                 =                R                 (W )
                                 dis

                 in  1             -  ILtherm       1              -  ILtherm                            (6)
                                       10                              10
                            -  10                      -       10

Where the temperature delta is the circuit temperature (Tcirc) minus the mounting interface temperature (Tmnt):

                     T = T - T                                 (oC)                                      (7)
                                   circ mnt

The maximum allowable circuit temperature is defined by the properties of the materials used to construct the unit.
Multiple material combinations and bonding techniques are used within the Xinger III product family to optimize RF
performance. Consequently the maximum allowable circuit temperature varies. Please note that the circuit
temperature is not a function of the Xinger case (top surface) temperature. Therefore, the case temperature cannot
be used as a boundary condition for power handling calculations.

Due to the numerous board materials and mounting configurations used in specific customer configurations, it is the
end users responsibility to ensure that the Xinger III coupler mounting interface temperature is maintained within the
limits defined on the power derating plots for the required average power handling. Additionally appropriate solder
composition is required to prevent reflow or fatigue failure at the RF ports. Finally, reliability is improved when the
mounting interface and RF port temperatures are kept to a minimum.

The power-derating curve illustrates how changes in the mounting interface temperature result in converse changes
of the power handling of the coupler.

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Rev C

Mounting                                                     Coupler Mounting Process

In order for Xinger surface mount couplers to work           The process for assembling this component is a
optimally, there must be 50 transmission lines leading       conventional surface mount process as shown in Figure
to and from all of the RF ports. Also, there must be a       1. This process is conducive to both low and high volume
very good ground plane underneath the part to ensure         usage.
proper electrical performance. If either of these two
conditions is not satisfied, electrical performance may not
meet published specifications.

Overall ground is improved if a dense population of                 Figure 1: Surface Mounting Process Steps
plated through holes connect the top and bottom ground
layers of the PCB. This minimizes ground inductance          Storage of Components: The Xinger III products are
and improves ground continuity. All of the Xinger hybrid     available in either an immersion tin or tin-lead finish.
and directional couplers are constructed from ceramic        Commonly used storage procedures used to control
filled PTFE composites which possess excellent electrical    oxidation should be followed for these surface mount
and mechanical stability having X and Y thermal              components. The storage temperatures should be held
coefficient of expansion (CTE) of 17-25 ppm/oC.              between 15OC and 60OC.

When a surface mount hybrid coupler is mounted to a          Substrate: Depending upon the particular component,
printed circuit board, the primary concerns are; ensuring    the circuit material has an x and y coefficient of thermal
the RF pads of the device are in contact with the circuit    expansion of between 17 and 25 ppm/C. This coefficient
trace of the PCB and insuring the ground plane of neither    minimizes solder joint stresses due to similar expansion
the component nor the PCB is in contact with the RF          rates of most commonly used board substrates such as
signal.                                                      RF35, RO4003, FR4, polyimide and G-10 materials.
                                                             Mounting to "hard" substrates (alumina etc.) is possible
Mounting Footprint                                           depending upon operational temperature requirements.
                                                             The solder surfaces of the coupler are all copper plated
                                                             with either an immersion tin or tin-lead exterior finish.

                                                             Solder Paste: All conventional solder paste formulations
                                                             will work well with Anaren's Xinger III surface mount
                                                             components. Solder paste can be applied with stencils or
                                                             syringe dispensers. An example of a stenciled solder
                                                             paste deposit is shown in Figure 2. As shown in the
                                                             figure solder paste is applied to the four RF pads and the
                                                             entire ground plane underneath the body of the part.

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
`                                    Model X3C21P1-03S

                                                                          Rev C

                                                                              Reflow: The surface mount coupler is conducive to most of
                                                                              today's conventional reflow methods. A low and high
                                                                              temperature thermal reflow profile are shown in Figures 5
                                                                              and 6, respectively. Manual soldering of these components
                                                                              can be done with conventional surface mount non-contact
                                                                              hot air soldering tools. Board pre-heating is highly
                                                                              recommended for these selective hot air soldering
                                                                              methods. Manual soldering with conventional irons should
                                                                              be avoided.

            Figure 2: Solder Paste Application

Coupler Positioning: The surface mount coupler can
be placed manually or with automatic pick and place
mechanisms. Couplers should be placed (see Figure 3
and 4) onto wet paste with common surface mount
techniques and parameters. Pick and place systems
must supply adequate vacuum to hold a 0.104 gram
coupler.

Figure 3: Component Placement

Figure 4: Mounting Features Example

                                       Available on Tape    USA/Canada:    (315) 432-8909
                                     and Reel for Pick and    Toll Free:   (800) 411-6596
                                     Place Manufacturing.                 +44 2392-232392
                                                               Europe:
Model X3C21P1-03S

Rev C

              Figure 5 Low Temperature Solder Reflow Thermal Profile

              Figure 6 High Temperature Solder Reflow Thermal Profile

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
`                                                                                     Model X3C21P1-03S

Qualification Flow Chart                                                                                                                                                            Rev C

                                                         Xinger III Product             Solderability Test
                                                            Q uali fic ation                     n=5

                                                            Visual Inspection
                                                                    n=55

                                                         Mechanical Inspection
                                                                    n=50

                                                         Initial RF Test
                                                               n=50

                          Loose Control Units            Visual Inspection
                                    n=5                          n=50

                                                          V-TEK Testing
                                                                 n=45

                                                         Visual Inspection
                                                                 n=50

                                                         Post V-TEK Test RF Test
                                                                      n=50

   Loose Contr ol Units                                  Visual Inspection
             n= 5                                                n=50

                          Resistance to Solder MIL 202G                               Solder Units to Test    Post Solder Visual
                          Method 210F, Condition K Heat                                        Board               Inspec tion

                                           n=20                                                n=25                    n=25

   Loose Contr ol Units   Post Resistance Heat RF                                     C ontrol Units RF Test    Initial RF Test Board
             n=5                       T est                                                  25C only                 Mounted
                                       n=20                                                       n=5                     n=25

                           Mechanical Inspection                                         Visual Inspection        Visual Inspection
                                       n=20                                                      n=25                     n=25

                                                                                                              RF Test at -55C, 25C,
                                                                                                                          95C
                                                                                                                          n=20

                                                         Voltage Breakdown T est MIL
                                                         202F, Method 301 25C 5KV

                                                                         n=40

                                                         Visual Inspection            Control Units
                                                                 n=50                       n=5

                                                           Available on Tape          USA/Canada:              (315) 432-8909
                                                         and Reel for Pick and          Toll Free:             (800) 411-6596
                                                         Place Manufacturing.                                 +44 2392-232392
                                                                                         Europe:
Model X3C21P1-03S

Rev C

                         Contr ol U nits                    Post Voltage RF Test                     Control Units
                              n=10                                     n=50                                n=10

              Control Units                         Therm al Cycle100 cycles -55 to         Visual Inspection
                   n=10                                 125C. Dwell time= 30 min                    n=30
                                                                       n=40
                                                                                                Micr osection
                                                               Visual Inspection           3 test units 1 control
                                                                       n=50

                                                           Post T hermal RF Test
                                                                       n=50

                                           Moisture Resistance Testing -25 to 65C for 2
                                          hrs @ 90% humidity. Soak for 168 hr s at 90% to

                                           85% humidity. Ramp temp to 25C in 2 hrs @
                                             90% humidity. Then soak @ -10C for 3 hrs.

                                                                       n=40

                                                         Post Moisture Resistance
                                                                 RF Test n=50

                                                         Post Moisture Resistance
                                                                     RF Test
                                                                       n=50

                                                               Visual Inspection
                                                                       n=50

                                                          Bake Units for 1 hour at
                                                                 100 to 120C
                                                                       n=40

                                                             Post Bake RF Test
                                                                       n=50

                                                                  125% Power
                                                                Life Test 72 hrs

                                                                        n= 3

                                                           F inal RF Test @ 25C
                                                                       n=25

                                                                  Microsection
                                                          2 Life, 1 high power and

                                                                    1 contr ol

USA/Canada:     (315) 432-8909            Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596             Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                               Manufacturing.
`                         Model X3C21P1-03S

                                                                Rev C

Application Information

The X3C09P1-03S is an "X" style 3dB (hybrid) coupler. Port configurations are defined in the table on page 2 of this
data sheet and an example driving port 1 is shown below.

Ideal 3dB Coupler Splitter Operation

   1V           1      4  0.707V (-3dB)

   Isolated Port 2     3  0.707V  -90 (-3dB)

The hybrid coupler can also be used to combine two signals that are applied with equal amplitudes and phase
quadrature (90 phase difference). An example of this function is illustrated below.

Ideal 3dB Coupler Combiner Operation

   0.707V           1                         4  Isolated Port

   0.707V  -90      2                         3  1V

3dB couplers have applications in circuits which require splitting an applied signal into 2, 4, 8 and higher binary
outputs. The couplers can also be used to combine multiple signals (inputs) at one output port. Some splitting and
combining schemes are illustrated below:

                         Available on Tape       USA/Canada:    (315) 432-8909
                       and Reel for Pick and       Toll Free:   (800) 411-6596
                       Place Manufacturing.                    +44 2392-232392
                                                    Europe:
Model X3C21P1-03S

Rev C

2-Way Splitter for Doherty Power Amplifer

             Hybrid coupler can be used in Doherty power amplifier to split the input power into the desired power ratio
             and phase delay. In above symmetrical Doherty power amplifier (main and peaking amplifier delivers equal
             amount output power at max drive condition), 3dB hybrid splits the input power into 1:1 ratio with 90 degree
             phase difference.

             When the peaking amplifier is off, or when peaking amplifier is dramatically different than main amplifier due
             to bias, matching, difference between transistors, the 3dB hybrid coupler does not see equally unmatched
             termination, the mismatch is then reflected not only to isolated port, but also shows up at input port as
             return loss mismatch.

             5dB hybrid splits the input power into 1:2 ratio with 90 degree phase difference. It can be used in
             asymmetrical (1:2) Doherty power amplifier architecture as splitter. 5dB hybrid is also used in some
             symmetrical Doherty power amplifier to compensate the gain difference between main and peaking
             amplifiers. It is worth noting that 3dB and 5dB hybrid react differently to the termination mismatch, resulting
             in different return loss at input port.

2-Way Splitter/Combiner Network

         Input                                           Amplitude and         * 50
                                                         Phase tracking    Termination
   * 50                                                  Devices
Termination                                                              Output

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
`                                                                                    Model X3C21P1-03S

                                                                                                                                       Rev C

4-Way Splitter/Combiner Network

                                                                     Amplitude and                   * 50                      * 50
                                                                     Phase tracking               Termination                  Term.
                                                                     Devices
   Input                   * 50
                        Termination                                  Amplitude and
                * 50                                                 Phase tracking
                 Term.     * 50                                      Devices
                        Termination

                                                                                                                               Output

                                                                                                     * 50
                                                                                                  Termination

The splitter/combiner networks illustrated above use only 3dB (hybrid) couplers and are limited to binary divisions (2 n
number of splits, where n is an integer). Splitter/combiner circuits configured this way are known as "corporate"
networks. When a non-binary number of divisions is required, a "serial" network must be used. Serial networks can be
designed with [3, 4, 5, .., n] splits, but have a practical limitation of about 8 splits.

A 5dB coupler is used in conjunction with a 3dB coupler to build 3-way splitter/combiner networks. An ideal version of
this network is illustrated below. Note what is required; a 50% split (i.e. 3dB coupler) and a 66% and 33% split (which is
actually a 4.77dB coupler, but due to losses in the system, higher coupler values, such as 5dB, are actually better
suited for this function). The design of this type of circuit requires special attention to the losses and phase lengths of
the components and the interconnecting lines. A more in depth look at serial networks can be found in the article
"Designing In-Line Divider/Combiner Networks" by Dr. Samir Tozin, which describes the circuit design in detail and can
be found in the White Papers Section of the Anaren website, www.anaren.com.

3-Way Splitter/Combiner

               Pin      5 dB (4.77)            1/3 Pin              1/3 Pin 3 dB coupler                * 50
                          coupler                       G=1                                          Termination
   * 50
Termination                           2/3 Pin                       1/3 Pin                       2/3 Pin

                                               1/3 Pin
                                                                G=1

                        3 dB coupler                                                 5 dB (4.77)     * 50
                                                                                       coupler    Termination

   * 50                                                                      1/3 Pin
Termination                                    1/3 Pin

                                                                                                                         Pout
                                                                 G=1

   *Recommended Terminations

   Power (Watts)                      Model

             8          RFP- 060120A15Z50-2

   10                   RFP- C10A50Z4

   16                   RFP- C16A50Z4

   20                   RFP- C20N50Z4

   50                   RFP- C50A50Z4

   100                  RFP- C100N50Z4

   200                  RFP- C200N50Z4

                                                          Available on Tape          USA/Canada:                                (315) 432-8909
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                                                        Place Manufacturing.                                                   +44 2392-232392
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Model X3C21P1-03S

Rev C

Reflections From Equal Unmatched Terminations

Referring to the illustration below, consider the following reflection properties of the 3dB coupler. A signal applied to
port 1 is split and appears at the two output ports, ports 3 & 4, with equal amplitude and in phase quadrature. If ports
3 & 4 are not perfectly matched to 50 there will be some signal reflected back into the coupler. If the magnitude and
angle of these reflections are equal, there will be two signals that are equal in amplitude and in phase quadrature (i.e.
the reflected signals) being applied to ports 3 & 4 as inputs. These reflected signals will combine at the isolated port
and will cancel at the input port. So, terminations with the same mismatch placed at the outputs of the 3dB coupler will
not reflect back to the input port and therefore will not affect input return loss.

               (0.5V 2 + 0.5V 2 -180) = 0V                            0.707V

                                                                       0.707V (-3dB)
                                                         4

              1V            1                                         Termination = ZL

                                                                                        =  ZL - Z 0
                                                                                           ZL + Z 0

              Isolated Port 2                                         Termination = ZL

                                                                   3  0.707V  -90 (-3dB)
              | (0.5V 2 -90 + 0.5V 2 -90)| = ||                        0.707V  -90

The reflection property of common mismatches in 3dB couplers is very beneficial to the operation of many networks.
For instance, when splitter/combiner networks are employed to increase output power by paralleling transistors with
similar reflection coefficients, input return loss is not degraded by the match of the transistor circuit. The reflections
from the transistor circuits are directed away from the input to the termination at the isolated port of the coupler.

This example is not limited to Power Amplifiers. In the case of Low Noise Amplifiers (LNA's), the reflection property of
3dB couplers is again beneficial. The transistor devices used in LNA's will present different reflection coefficients
depending on the bias level. The bias level that yields the best noise performance does not also provide the best
match to 50 . A circuit that is optimized for both noise performance and return loss can be achieved by combining
two matched LNA transistor devices using 3dB couplers. The devices can be biased for the best noise performance
and the reflection property of the couplers will provide a good match as described above. An example of this circuit is
illustrated below:

LNA Circuit Leveraging the Reflection Property of 3dB Couplers

              Input                                                                             50
                                                                                           Termination

     50                                                                                 Output
Termination

Energy reflected from LNA       Amplitude and phase tracking
devices biased for optimum      LNA devices biased for
noise performance               optimum noise performance

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
  Toll Free:   (800) 411-6596   Reel for Pick and Place
   Europe:    +44 2392-232392
                                     Manufacturing.
`                                                                  Model X3C21P1-03S

                                                                                            Rev C

Signal Control Circuits Utilizing 3dB Couplers

Variable attenuators and phase shifter are two examples of signal control circuits that can be built using 3dB couplers.
Both of these circuits also use the reflection property of the 3dB coupler as described above. In the variable attenuator
circuit, the two output ports of a 3dB coupler are terminated with PIN diodes, which are basically a voltage variable
resistor at RF frequencies (consult the literature on PIN diodes for a more complete equivalent circuit). By changing the
resistance at the output ports of the 3dB coupler, the reflection coefficient, , will also change and different amounts of
energy will be reflected to the isolated port (note that the resistances must change together so that  is the same for
both output ports). A signal applied to the input of the 3dB coupler will appear at the isolated port and the amplitude of
this signal will be a function of the resistance at the output ports. This circuit is illustrated below:

Variable Attenuator Circuit Utilizing a 3dB Coupler

              4                                                    0.707V
                                                                   0.707V (-3dB)
   Input   1
                                                                                PIN Diodes
              Vdc
                                                                    0.707V  -90 (-3dB)
   Output  2                                                         0.707V  -90

                                                                3
| (0.5V 2 -90 + 0.5V 2 -90)| = ||
and

|Output| = | ||Input|

If =0, no energy is reflected from the PIN diodes and S21 = 0 (input to output). If |  | =1, all of the energy is reflected
from the PIN diodes and |S21| = 1 (assuming the ideal case of no loss). The ideal range for  is 1 to 0 or 0 to 1, which
translate to resistances of 0 to 50 and 50 to  respectively. Either range can be selected, although normally 0
to 50 is easier to achieve in practice and produces better results. Many papers have been written on this circuit and
should be consulted for the details of design and operation.

Another very similar circuit is a Variable Phase Shifter (illustrated below). The same theory is applied but instead of PIN
diodes (variable RF resistance), the coupler outputs are terminated with varactors. The ideal varactor is a variable
capacitor with the capacitance value changing as a function of the DC bias. Ideally, the magnitude of the reflection
coefficient is 1 for these devices at all bias levels. However, the angle of the reflected signal does change as the
capacitance changes with bias level. So, ideally all of the energy applied to port 1, in the circuit illustrated below, will be
reflected at the varactors and will sum at port 2 (the isolated port of the coupler). However, the phase angle of the signal
will be variable with the DC bias level. In practice, neither the varactors nor the coupler are ideal and both will have
some losses. Again, many papers have been written on this circuit and should be consulted for the details of design and
operation.

                Available on Tape                                  USA/Canada:    (315) 432-8909
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Model X3C21P1-03S

      Rev C

Variable Phase Shifter Circuit Utilizing a 3dB Coupler

                                                         4          0.707V
                                                                   0.707V (-3dB)
              Input   1
                                                                                  Varactor Diodes
                                                        Vdc
                                                                    0.707V  -90 (-3dB)
              Output  2                                              0.707V  -90

                                                                3
* | (0.5V 2 -90 + 0.5V 2 -90)| =| |

* The phase angle of the signal exiting port 2 will vary with the phase angle of , which is the reflection

angle from the varactor. The varactors must be matched so that their reflection coefficients are equal.

USA/Canada:     (315) 432-8909  Available on Tape and
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`       Model X3C21P1-03S

                                                              Rev C

Packaging and Ordering Information

Parts are available in a reel and as loose parts in a bag. Packaging follows EIA 481-2 for reels . Parts are
oriented in tape and reel as shown below. Minimum order quantities are 2000 per reel and 100 for loose parts..
See Model Numbers below for further ordering information.

                          XXX XX X X - XX X

   Xinger Coupler Frequency (MHz) Size (Inches) Power (Watts) Coupling Value Plating Finish

        04 = 410-500      A = 0.56 x 0.35 1 = 100  03 = 3dB   S = Immersion Tin
        07 = 600-900      B = 1.0 x 0.50 2 = 200   05 = 5dB
   X3C  09 = 800-1000     E = 0.56 x 0.20 3 = 300  10 = 10dB
        19 = 1700-2000    L = 0.65 x 0.48          20 = 20dB
        21 = 2000-2300    M= 0.40 x 0.20           30 = 30dB
        25 = 2300-2500    P = 0.25 x 0.20
        26 = 2650-2800
        35 = 3300-3800

   Example: X3C 19 P 1 - 03 S

     Available on Tape    USA/Canada:               (315) 432-8909
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Anaren:

  X3C21P1-03S
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