Cuplajele direcționale sunt componente standard de microunde/undă milimetrică în măsurarea cu microunde și alte sisteme cu microunde.Ele pot fi utilizate pentru izolarea semnalului, separarea și amestecarea, cum ar fi monitorizarea puterii, stabilizarea puterii de ieșire a sursei, izolarea sursei de semnal, testul de măturare a frecvenței de transmisie și reflecție etc. Este un divizor de putere direcțional pentru microunde și este o componentă indispensabilă. în reflectometrele moderne cu frecvență baleiată.De obicei, există mai multe tipuri, cum ar fi ghid de undă, linie coaxială, linie de bandă și microbandă.
Figura 1 este o diagramă schematică a structurii.Include în principal două părți, linia principală și linia auxiliară, care este cuplată între ele prin diferite forme de găuri mici, fante și goluri.Prin urmare, o parte din puterea de intrare de la „1″ de la capătul liniei principale va fi cuplată la linia secundară.Datorită interferenței sau suprapunerii undelor, puterea va fi transmisă doar de-a lungul liniei secundare-o direcție (numită „înainte”), iar cealaltă Aproape că nu există transmisie de putere într-o singură ordine (numită „invers”).
Figura 2 este un cuplaj transversal, unul dintre porturile din cuplaj este conectat la o sarcină de potrivire încorporată.
Aplicarea Cuplajului Direcțional
1, pentru sistemul de sinteză a puterii
Un cuplaj direcțional de 3dB (cunoscut în mod obișnuit ca punte de 3dB) este de obicei utilizat într-un sistem de sinteză a frecvenței cu purtători multiple, așa cum se arată în figura de mai jos.Acest tip de circuit este comun în sistemele distribuite de interior.După ce semnalele f1 și f2 de la două amplificatoare de putere trec printr-un cuplaj direcțional de 3dB, ieșirea fiecărui canal conține două componente de frecvență f1 și f2, iar 3dB reduce amplitudinea fiecărei componente de frecvență.Dacă unul dintre bornele de ieșire este conectat la o sarcină absorbantă, cealaltă ieșire poate fi utilizată ca sursă de energie a sistemului de măsurare a intermodulației pasive.Dacă trebuie să îmbunătățiți în continuare izolarea, puteți adăuga câteva componente, cum ar fi filtre și izolatori.Izolarea unui pod bine proiectat de 3dB poate fi mai mare de 33dB.
Cuplajul direcțional este utilizat în sistemul de combinare a puterii unu.
Zona canalului direcțional ca o altă aplicație a combinării puterii este prezentată în figura (a) de mai jos.În acest circuit, directivitatea cuplajului direcțional a fost aplicată inteligent.Presupunând că gradele de cuplare ale celor două cuple sunt ambele de 10 dB și directivitatea este ambele de 25 dB, izolarea dintre capetele f1 și f2 este de 45 dB.Dacă intrările lui f1 și f2 sunt ambele de 0 dBm, ieșirea combinată este ambele de -10 dBm.În comparație cu cuplatorul Wilkinson din figura (b) de mai jos (valoarea sa tipică de izolare este de 20dB), același semnal de intrare de OdBm, după sinteză, există -3dBm (fără a lua în considerare pierderea de inserție).În comparație cu condiția inter-eșantion, creștem semnalul de intrare din figura (a) cu 7dB, astfel încât ieșirea sa să fie în concordanță cu figura (b).În acest moment, izolarea între f1 și f2 din figura (a) „descrește” „Este 38 dB.Rezultatul final al comparației este că metoda de sinteză a puterii cuplajului direcțional este cu 18 dB mai mare decât cuplajul Wilkinson.Această schemă este potrivită pentru măsurarea intermodulației a zece amplificatoare.
Un cuplaj direcțional este utilizat în sistemul de combinare a puterii 2
2, utilizat pentru măsurarea receptorului anti-interferență sau măsurarea falsă
În sistemul de testare și măsurare RF, circuitul prezentat în figura de mai jos poate fi văzut adesea.Să presupunem că DUT (dispozitivul sau echipamentul testat) este un receptor.În acest caz, un semnal de interferenţă a canalului adiacent poate fi injectat în receptor prin capătul de cuplare al cuplajului direcţional.Apoi, un tester integrat conectat la acestea prin cuplajul direcțional poate testa rezistența receptorului - o mie de performanțe la interferențe.Dacă DUT este un telefon mobil, transmițătorul telefonului poate fi pornit de un tester complet conectat la capătul de cuplare al cuplajului direcțional.Apoi, un analizor de spectru poate fi utilizat pentru a măsura ieșirea falsă a telefonului de scenă.Desigur, unele circuite de filtrare ar trebui adăugate înaintea analizorului de spectru.Deoarece acest exemplu discută doar aplicarea cuplelor direcționale, circuitul de filtru este omis.
Cuplajul direcțional este utilizat pentru măsurarea anti-interferență a receptorului sau a înălțimii false a telefonului mobil.
În acest circuit de testare, directivitatea cuplajului direcțional este foarte importantă.Analizorul de spectru conectat la capătul de trecere dorește doar să primească semnalul de la DUT și nu dorește să primească parola de la capătul de cuplare.
3, pentru eșantionarea și monitorizarea semnalului
Măsurarea și monitorizarea online a transmițătorului poate fi una dintre cele mai utilizate aplicații ale cuplelor direcționale.Figura următoare este o aplicație tipică a cuplelor direcționale pentru măsurarea stației de bază celulare.Să presupunem că puterea de ieșire a emițătorului este de 43dBm (20W), cuplarea cuplei direcționale.Capacitatea este de 30 dB, pierderea de inserție (pierdere de linie plus pierdere de cuplare) este de 0,15 dB.Capătul de cuplare are un semnal de 13 dBm (20 mW) trimis către testerul stației de bază, ieșirea directă a cuplei direcționale este de 42,85 dBm (19,3 W), iar scurgerea este Puterea de pe partea izolată este absorbită de o sarcină.
Cuplajul direcțional este utilizat pentru măsurarea stației de bază.
Aproape toate transmițătoarele folosesc această metodă pentru eșantionarea și monitorizarea online și poate doar această metodă poate garanta testarea performanței emițătorului în condiții normale de lucru.Dar trebuie remarcat că același lucru este și testul transmițătorului, iar testeri diferiți au preocupări diferite.Luând ca exemplu stațiile de bază WCDMA, operatorii trebuie să acorde atenție indicatorilor din banda lor de frecvență de lucru (2110~2170MHz), cum ar fi calitatea semnalului, puterea în canal, puterea canalului adiacent etc. În baza acestei premise, producătorii vor instala la capătul de ieșire al stației de bază Un cuplaj direcțional de bandă îngustă (cum ar fi 2110~2170MHz) pentru a monitoriza condițiile de lucru în bandă ale transmițătorului și a-l trimite la centrul de control în orice moment.
Dacă este regulatorul spectrului de frecvență radio - stația de monitorizare radio pentru a testa indicatorii stației de bază moi, focalizarea sa este complet diferită.În conformitate cu cerințele specificațiilor de management radio, gama de frecvență de testare este extinsă la 9 kHz ~ 12,75 GHz, iar stația de bază testată este atât de largă.Câte radiații false vor fi generate în banda de frecvență și vor interfera cu funcționarea regulată a altor stații de bază?O preocupare a posturilor de monitorizare radio.În acest moment, este necesar un cuplaj direcțional cu aceeași lățime de bandă pentru eșantionarea semnalului, dar un cuplu direcțional care poate acoperi 9kHz~12.75GHz pare să nu existe.Știm că lungimea brațului de cuplare al unui cuplaj direcțional este legată de frecvența sa centrală.Lățimea de bandă a unui cuplaj direcțional cu bandă ultra-largă poate atinge benzi de 5-6 octave, cum ar fi 0,5-18GHz, dar banda de frecvență sub 500MHz nu poate fi acoperită.
4, măsurarea puterii online
În tehnologia de măsurare a puterii de tip through, cuplajul direcțional este un dispozitiv foarte critic.Următoarea figură prezintă schema schematică a unui sistem tipic de măsurare de mare putere cu trecere prin trecere.Puterea directă de la amplificatorul testat este eșantionată de capătul de cuplare direct (terminalul 3) al cuplajului direcțional și trimisă la contorul de putere.Puterea reflectată este eșantionată de terminalul de cuplare inversă (borna 4) și trimisă la contorul de putere.
Un cuplaj direcțional este utilizat pentru măsurarea puterii mari.
Vă rugăm să rețineți: Pe lângă faptul că primește puterea reflectată de la sarcină, terminalul de cuplare inversă (terminalul 4) primește și putere de scurgere din direcția înainte (bornul 1), care este cauzată de directivitatea cuplajului direcțional.Energia reflectată este ceea ce testerul speră să măsoare, iar puterea de scurgere este sursa primară de erori în măsurarea puterii reflectate.Puterea reflectată și puterea de scurgere sunt suprapuse la capătul de cuplare inversă (4 capete) și apoi trimise la contorul de putere.Deoarece căile de transmisie ale celor două semnale sunt diferite, este o suprapunere vectorială.Dacă puterea de scurgere de intrare la contorul de putere poate fi comparată cu puterea reflectată, va produce o eroare semnificativă de măsurare.
Desigur, puterea reflectată de la sarcină (capătul 2) se va scurge și la capătul înainte de cuplare (capătul 1, neprezentat în figura de mai sus).Cu toate acestea, amploarea sa este minimă în comparație cu puterea înainte, care măsoară puterea înainte.Eroarea rezultată poate fi ignorată.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. situată în „Silicon Valley” din China – Beijing Zhongguancun, este o întreprindere de înaltă tehnologie dedicată deservirii instituțiilor de cercetare, institutelor de cercetare, universităților și personalului de cercetare științifică din țară și străinătate.Compania noastră este implicată în principal în cercetarea și dezvoltarea independentă, proiectarea, producția, vânzarea de produse optoelectronice și oferă soluții inovatoare și servicii profesionale, personalizate pentru cercetătorii științifici și inginerii industriali.După ani de inovare independentă, a format o serie bogată și perfectă de produse fotoelectrice, care sunt utilizate pe scară largă în industriile municipale, militare, transporturi, energie electrică, finanțe, educație, medicale și alte industrii.
Așteptăm cu nerăbdare să cooperăm cu tine!
Ora postării: 20-apr-2023