Els acobladors direccionals són components estàndard de microones/ones mil·límetres en la mesura de microones i altres sistemes de microones. Es poden utilitzar per a l'aïllament, la separació i la barreja del senyal, com ara el control de potència, l'estabilització de la potència de sortida de la font, l'aïllament de la font del senyal, la prova d'escombrat de freqüència de transmissió i reflex, etc. És un divisor de potència de microones direccional i és un component indispensable. en els moderns reflectòmetres de freqüència escombrada. Normalment, n'hi ha de diversos tipus, com ara guia d'ona, línia coaxial, línia de tira i microstrip.
La figura 1 és un esquema esquemàtic de l'estructura. Principalment inclou dues parts, la línia principal i la línia auxiliar, que s'acoblen entre si mitjançant diverses formes de petits forats, escletxes i buits. Per tant, part de l'entrada de potència de l'"1" a l'extrem de la línia principal s'acoblarà a la línia secundària. A causa de la interferència o superposició de les ones, la potència només es transmetrà al llarg de la línia secundària: una direcció (anomenada "en endavant"), i l'altra gairebé no hi ha transmissió de potència en un ordre (anomenada "inversa").
La figura 2 és un acoblador transversal, un dels ports de l'acoblador està connectat a una càrrega integrada.
Aplicació de l'acoblador direccional
1, per al sistema de síntesi de potència
Un acoblador direccional de 3dB (conegut comunament com a pont de 3dB) s'utilitza normalment en un sistema de síntesi de freqüència de múltiples portadores, tal com es mostra a la figura següent. Aquest tipus de circuit és habitual en sistemes distribuïts interiors. Després que els senyals f1 i f2 de dos amplificadors de potència passen per un acoblador direccional de 3dB, la sortida de cada canal conté dos components de freqüència f1 i f2, i 3dB redueix l'amplitud de cada component de freqüència. Si un dels terminals de sortida està connectat a una càrrega absorbent, l'altra sortida es pot utilitzar com a font d'alimentació del sistema de mesura d'intermodulació passiva. Si necessiteu millorar encara més l'aïllament, podeu afegir alguns components com ara filtres i aïlladors. L'aïllament d'un pont de 3 dB ben dissenyat pot ser superior a 33 dB.
L'acoblador direccional s'utilitza en el sistema de combinació de potència un.
L'àrea del barranc direccional com una altra aplicació de la combinació de potència es mostra a la figura (a) següent. En aquest circuit, la directivitat de l'acoblador direccional s'ha aplicat de manera intel·ligent. Suposant que els graus d'acoblament dels dos acobladors són tots dos de 10 dB i la directivitat és de 25 dB, l'aïllament entre els extrems f1 i f2 és de 45 dB. Si les entrades de f1 i f2 són totes dues de 0 dBm, la sortida combinada és de -10 dBm. En comparació amb l'acoblador Wilkinson de la figura (b) següent (el seu valor d'aïllament típic és de 20 dB), el mateix senyal d'entrada de OdBm, després de la síntesi, hi ha -3dBm (sense considerar la pèrdua d'inserció). En comparació amb la condició inter-mostra, augmentem el senyal d'entrada de la figura (a) en 7 dB de manera que la seva sortida sigui coherent amb la figura (b). En aquest moment, l'aïllament entre f1 i f2 a la figura (a) "disminueix" "És de 38 dB. El resultat final de la comparació és que el mètode de síntesi de potència de l'acoblador direccional és 18 dB més alt que l'acoblador Wilkinson. Aquest esquema és adequat per a la mesura d'intermodulació de deu amplificadors.
En el sistema de combinació de potència 2 s'utilitza un acoblador direccional
2, utilitzat per a mesuraments anti-interferències del receptor o mesuraments falsos
Al sistema de prova i mesura de RF, sovint es pot veure el circuit que es mostra a la figura següent. Suposem que el DUT (dispositiu o equip en prova) és un receptor. En aquest cas, es pot injectar un senyal d'interferència de canal adjacent al receptor a través de l'extrem d'acoblament de l'acoblador direccional. A continuació, un provador integrat connectat a ells mitjançant l'acoblador direccional pot provar la resistència del receptor: mil rendiments d'interferències. Si el DUT és un telèfon mòbil, el transmissor del telèfon es pot activar mitjançant un provador complet connectat a l'extrem d'acoblament de l'acoblador direccional. A continuació, es pot utilitzar un analitzador d'espectre per mesurar la sortida falsa del telèfon d'escena. Per descomptat, s'han d'afegir alguns circuits de filtre abans de l'analitzador d'espectre. Com que aquest exemple només tracta l'aplicació d'acobladors direccionals, s'omet el circuit del filtre.
L'acoblador direccional s'utilitza per mesurar anti-interferències del receptor o l'alçada espúrea del telèfon mòbil.
En aquest circuit de prova, la directivitat de l'acoblador direccional és molt important. L'analitzador d'espectre connectat a l'extrem de pas només vol rebre el senyal del DUT i no vol rebre la contrasenya de l'extrem d'acoblament.
3, per al mostreig i seguiment del senyal
El mesurament i monitorització en línia del transmissor pot ser una de les aplicacions més utilitzades dels acobladors direccionals. La figura següent és una aplicació típica dels acobladors direccionals per a la mesura de l'estació base cel·lular. Suposem que la potència de sortida del transmissor és de 43 dBm (20 W), l'acoblament de l'acoblador direccional. La capacitat és de 30 dB, la pèrdua d'inserció (pèrdua de línia més pèrdua d'acoblament) és de 0,15 dB. L'extrem d'acoblament té un senyal de 13 dBm (20 mW) enviat al provador de l'estació base, la sortida directa de l'acoblador direccional és de 42,85 dBm (19,3 W) i la fuita és La potència del costat aïllat és absorbida per una càrrega.
L'acoblador direccional s'utilitza per mesurar l'estació base.
Gairebé tots els transmissors utilitzen aquest mètode per al mostreig i el seguiment en línia, i potser només aquest mètode pot garantir la prova de rendiment del transmissor en condicions normals de treball. Però cal tenir en compte que la mateixa és la prova del transmissor, i diferents provadors tenen diferents preocupacions. Prenent com a exemple les estacions base WCDMA, els operadors han de prestar atenció als indicadors de la seva banda de freqüències de treball (2110 ~ 2170 MHz), com ara la qualitat del senyal, la potència al canal, la potència del canal adjacent, etc. Sota aquesta premissa, els fabricants instal·laran a l'extrem de sortida de l'estació base Un acoblador direccional de banda estreta (com ara 2110 ~ 2170MHz) per controlar les condicions de treball dins de la banda del transmissor i enviar-lo al centre de control en qualsevol moment.
Si és el regulador de l'espectre de radiofreqüències, l'estació de control de ràdio per provar els indicadors de l'estació base suau, el seu enfocament és completament diferent. Segons els requisits d'especificació de gestió de ràdio, el rang de freqüències de prova s'amplia a 9 kHz ~ 12,75 GHz i l'estació base provada és tan àmplia. Quanta radiació espúria es generarà a la banda de freqüència i interferirà amb el funcionament habitual d'altres estacions base? Una preocupació de les estacions de ràdio. En aquest moment, es requereix un acoblador direccional amb la mateixa amplada de banda per al mostreig del senyal, però sembla que no existeix un acoblador direccional que pugui cobrir 9 kHz ~ 12,75 GHz. Sabem que la longitud del braç d'acoblament d'un acoblador direccional està relacionada amb la seva freqüència central. L'ample de banda d'un acoblador direccional de banda ultraampla pot aconseguir bandes de 5-6 octaves, com ara 0,5-18GHz, però la banda de freqüència inferior a 500MHz no es pot cobrir.
4, mesura de potència en línia
En la tecnologia de mesura de potència de tipus passant, l'acoblador direccional és un dispositiu molt crític. La figura següent mostra el diagrama esquemàtic d'un sistema de mesura d'alta potència de pas típic. La potència directa de l'amplificador a prova es mostra a l'extrem d'acoblament cap endavant (terminal 3) de l'acoblador direccional i s'envia al mesurador de potència. La potència reflectida es mostra pel terminal d'acoblament invers (terminal 4) i s'envia al mesurador de potència.
S'utilitza un acoblador direccional per a la mesura d'alta potència.
Tingueu en compte: a més de rebre la potència reflectida de la càrrega, el terminal d'acoblament invers (terminal 4) també rep potència de fuga des de la direcció cap endavant (terminal 1), que és causada per la directivitat de l'acoblador direccional. L'energia reflectida és el que el provador espera mesurar, i la potència de fuga és la font principal d'errors en la mesura de la potència reflectida. La potència reflectida i la potència de fuga es superposen a l'extrem d'acoblament invers (4 extrems) i després s'envien al mesurador de potència. Com que els camins de transmissió dels dos senyals són diferents, es tracta d'una superposició vectorial. Si l'entrada de potència de fuga al mesurador de potència es pot comparar amb la potència reflectida, produirà un error de mesura important.
Per descomptat, la potència reflectida de la càrrega (extrem 2) també es filtrarà a l'extrem d'acoblament cap endavant (extrem 1, no mostrat a la figura anterior). Tot i així, la seva magnitud és mínima en comparació amb la potència cap endavant, que mesura la força cap endavant. L'error resultant es pot ignorar.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ubicada a la "Silicon Valley" de la Xina - Beijing Zhongguancun, és una empresa d'alta tecnologia dedicada a servir institucions de recerca nacionals i estrangeres, instituts de recerca, universitats i personal d'investigació científica empresarial. La nostra empresa es dedica principalment a la investigació i desenvolupament independents, disseny, fabricació, venda de productes optoelectrònics i ofereix solucions innovadores i serveis professionals i personalitzats per a investigadors científics i enginyers industrials. Després d'anys d'innovació independent, ha format una sèrie rica i perfecta de productes fotoelèctrics, que s'utilitzen àmpliament en indústries municipals, militars, de transport, d'energia elèctrica, finances, educació, medicina i altres indústries.
Esperem cooperar amb vosaltres!
Hora de publicació: 20-abril-2023