Os acoplamientos direccionais son compoñentes de onda de microondas/milímetros estándar na medición de microondas e outros sistemas de microondas. Pódense usar para o illamento do sinal, a separación e a mestura, como o control de potencia, a estabilización de potencia de saída da fonte, o illamento da fonte do sinal, a transmisión e a frecuencia de reflexión, etc. É un divisor de potencia de microondas direccional e é un compoñente indispensable nos reflectores modernos de frecuencia. Normalmente, hai varios tipos, como a guía de onda, a liña coaxial, a estrutura e a microstrip.
A figura 1 é un diagrama esquemático da estrutura. Inclúe principalmente dúas partes, a liña principal e a liña auxiliar, que se une entre si a través de varias formas de pequenos buracos, fendas e lagoas. Polo tanto, parte da entrada de potencia do "1" no extremo principal acoplarase á liña secundaria. Debido á interferencia ou superposición de ondas, a potencia só se transmitirá ao longo da dirección secundaria (chamada "adiante"), e a outra case non hai transmisión de potencia nunha orde (chamada "inversa")
A figura 2 é un acoplador transversal, un dos portos do acoplador está conectado a unha carga de correspondencia incorporada.
Aplicación do acoplador direccional
1, para o sistema de síntese de enerxía
Un acoplador direccional 3DB (coñecido como ponte 3DB) úsase normalmente nun sistema de síntese de frecuencias de varias portadoras, como se mostra na seguinte figura. Este tipo de circuíto é común nos sistemas distribuídos interiores. Despois de que os sinais F1 e F2 de dous amplificadores de potencia pasen por un acoplador direccional 3DB, a saída de cada canle contén dous compoñentes de frecuencia F1 e F2, e 3DB reduce a amplitude de cada compoñente de frecuencia. Se un dos terminais de saída está conectado a unha carga de absorción, a outra saída pódese usar como fonte de alimentación do sistema de medición de intermodulación pasiva. Se necesitas mellorar o illamento, podes engadir algúns compoñentes como filtros e illantes. O illamento dunha ponte 3DB ben deseñada pode ser superior a 33dB.
O acoplador direccional úsase no sistema de combinación de enerxía.
A área direccional de barranco como outra aplicación de combinación de enerxía móstrase na figura (a) a continuación. Neste circuíto aplicouse intelixentemente a directividade do acoplador direccional. Supoñendo que os graos de acoplamiento dos dous acopladores son de 10dB e a directividade é de 25dB, o illamento entre os extremos F1 e F2 é de 45dB. Se as entradas de F1 e F2 son de 0dBM, a saída combinada é de -10dBM. En comparación co acoplador de Wilkinson na figura (b) a continuación (o seu valor de illamento típico é de 20dB), o mesmo sinal de entrada de ODBM, despois da síntese, hai -3dBM (sen considerar a perda de inserción). En comparación coa condición entre mostra, aumentamos o sinal de entrada na figura (a) por 7db para que a súa saída sexa consistente coa figura (b). Neste momento, o illamento entre F1 e F2 na figura (a) "diminúe" "é de 38 dB. O resultado da comparación final é que o método de síntese de potencia do acoplador direccional é 18dB superior ao acoplador de Wilkinson. Este esquema é adecuado para a medición de intermodulación de dez amplificadores.
Utilízase un acoplador direccional na combinación do sistema 2
2, usado para a medición anti-interferencias do receptor ou a medición espuriosa
No sistema de proba e medición de RF, moitas veces se pode ver o circuíto mostrado na figura seguinte. Supoñamos que o DUT (dispositivo ou equipo en proba) é un receptor. Nese caso, pódese inxectar un sinal de interferencia de canle adxacente no receptor a través do extremo de acoplamiento do acoplador direccional. A continuación, un probador integrado conectado a eles a través do acoplador direccional pode probar a resistencia ao receptor: mil rendemento de interferencias. Se o DUT é un teléfono móbil, o transmisor do teléfono pode ser activado por un probador completo conectado ao extremo de acoplamiento do acoplador direccional. A continuación, pódese usar un analizador de espectro para medir a saída espuriosa do teléfono da escena. Por suposto, hai que engadir algúns circuítos de filtro antes do analizador de espectro. Dado que este exemplo só discute a aplicación de acopladores direccionais, omítese o circuíto de filtro.
O acoplador direccional úsase para a medición anti-interferencia do receptor ou a altura espuriosa do teléfono móbil.
Neste circuíto de proba, a directividade do acoplador direccional é moi importante. O analizador de espectro conectado ao final a través de só quere recibir o sinal do DUT e non quere recibir o contrasinal do final do acoplamiento.
3, para a mostraxe e o control de sinal
A medición e control en liña do transmisor poden ser unha das aplicacións máis utilizadas de acopladores direccionais. A seguinte figura é unha aplicación típica de acoplamientos direccionais para a medición da estación base celular. Supoña que a potencia de saída do transmisor é de 43dBM (20W), o acoplamiento do acoplador direccional. A capacidade é de 30dB, a perda de inserción (perda de liña máis a perda de acoplamiento) é de 0,15dB. O extremo de acoplamiento ten un sinal de 13dbm (20MW) enviado ao probador da estación base, a saída directa do acoplador direccional é de 42.85dbm (19.3W), e a fuga é a potencia do lado illado é absorbida por unha carga.
O acoplador direccional úsase para a medición da estación base.
Case todos os transmisores usan este método para a mostraxe e o seguimento en liña, e quizais só este método poida garantir a proba de rendemento do transmisor en condicións de traballo normais. Pero hai que destacar que o mesmo é a proba do transmisor e diferentes probadores teñen problemas diferentes. Tomando as estacións base WCDMA como exemplo, os operadores deben prestar atención aos indicadores da súa banda de frecuencia de traballo (2110 ~ 2170MHz), como a calidade do sinal, a potencia en canle, a potencia de canle adxacente, etc. baixo esta premisa, os fabricantes instalarán no extremo de saída da estación baseada en banda estreita (como 2110 ~ 2170Mhz) para o control do control do control do transmisor. en calquera momento.
Se é o regulador do espectro de frecuencia de radio, a estación de vixilancia da radio para probar os indicadores da estación de base suave, o seu foco é completamente diferente. Segundo os requisitos de especificación de xestión da radio, o rango de frecuencia de proba esténdese a 9kHz ~ 12.75GHz, e a estación base probada é tan ampla. Canta radiación espuriosa se xerará na banda de frecuencias e interferirá co funcionamento regular doutras estacións base? Unha preocupación das estacións de vixilancia da radio. Neste momento, é necesario un acoplador direccional co mesmo ancho de banda para a mostraxe de sinal, pero non parece existir un acoplador direccional que pode cubrir 9kHz ~ 12.75GHz. Sabemos que a lonxitude do brazo de acoplamiento dun acoplador direccional está relacionado coa súa frecuencia central. O ancho de banda dun acoplador direccional de banda ancha pode conseguir 5-6 bandas de octava, como 0,5-18 GHz, pero a banda de frecuencias por baixo de 500MHz non se pode cubrir.
4, medición de enerxía en liña
Na tecnoloxía de medición de potencia de tipo a través, o acoplador direccional é un dispositivo moi crítico. A seguinte figura mostra o diagrama esquemático dun sistema de medición de alta potencia típica. A potencia adiante do amplificador en proba é mostrada polo extremo de acoplamiento adiante (terminal 3) do acoplador direccional e enviado ao contador de potencia. A potencia reflectida é mostrada polo terminal de acoplamiento inverso (terminal 4) e enviado ao medidor de potencia.
Utilízase un acoplador direccional para a medición de alta potencia.
Teña en conta: ademais de recibir a potencia reflectida da carga, o terminal de acoplamiento inverso (terminal 4) tamén recibe potencia de fuga desde a dirección cara adiante (terminal 1), causada pola directividade do acoplador direccional. A enerxía reflectida é o que o probador espera medir e a potencia de fuga é a fonte principal de erros na medición de potencia reflectida. A potencia reflectida e a potencia de fuga están superpostas ao extremo do acoplamiento inverso (4 extremos) e logo enviados ao medidor de potencia. Dado que as vías de transmisión dos dous sinais son diferentes, é unha superposición vectorial. Se a entrada de potencia de fuga no contador de potencia pode compararse coa potencia reflectida, producirá un erro de medición significativo.
Por suposto, a potencia reflectida da carga (final 2) tamén se filtrará ata o extremo de acoplamiento adiante (final 1, non se mostra na figura anterior). Aínda así, a súa magnitude é mínima en comparación coa potencia adiante, o que mide a forza de adiante. Pódese ignorar o erro resultante.
Beijing Rofea optoelectronics Co., Ltd. Situado no "Silicon Valley" de China-Pequín Zhongguancun, é unha empresa de alta tecnoloxía dedicada a servir institucións de investigación domésticas e estranxeiras, institutos de investigación, universidades e persoal de investigación científica empresarial. A nosa empresa dedícase principalmente á investigación e desenvolvemento independente, deseño, fabricación, vendas de produtos optoelectrónicos e ofrece solucións innovadoras e servizos profesionais personalizados para investigadores científicos e enxeñeiros industriais. Despois de anos de innovación independente, formou unha rica e perfecta serie de produtos fotoeléctricos, que son amplamente empregados en industrias municipais, militares, transporte, enerxía eléctrica, finanzas, educación, médicos e outras industrias.
Estamos desexando a cooperación contigo.
Tempo de publicación: abril-20-2023