Riktningskopplare är standardkomponenter för mikrovågs/millimetervågor i mikrovågsmätning och andra mikrovågssystem.De kan användas för signalisolering, separering och blandning, såsom effektövervakning, stabilisering av källans uteffekt, isolering av signalkällan, överförings- och reflektionsfrekvenssvepningstest, etc. Det är en riktad mikrovågseffektdelare och den är en oumbärlig komponent i moderna svepfrekvensreflektometrar.Vanligtvis finns det flera typer, såsom vågledare, koaxiallinje, stripline och mikrostrip.
Figur 1 är ett schematiskt diagram av strukturen.Den innehåller huvudsakligen två delar, huvudledningen och hjälplinjen, som är kopplade till varandra genom olika former av små hål, slitsar och springor.Därför kommer en del av ströminmatningen från "1" på huvudledningen att kopplas till den sekundära ledningen.På grund av interferens eller överlagring av vågor, kommer kraften endast att överföras längs den sekundära linje-en-riktningen (kallad "framåt") och den andra. Det finns nästan ingen kraftöverföring i en ordning (kallad "omvänd").
Figur 2 är en tvärriktad koppling, en av portarna i kopplingen är ansluten till en inbyggd matchande last.
Användning av riktningskoppling
1, för kraftsyntessystem
En 3dB riktningskopplare (vanligen känd som en 3dB-brygga) används vanligtvis i ett frekvenssyntessystem med flera bärvågor, som visas i figuren nedan.Den här typen av kretsar är vanliga i distribuerade system inomhus.Efter att signalerna fl och f2 från två effektförstärkare passerat genom en 3dB riktkopplare, innehåller utsignalen från varje kanal två frekvenskomponenter fl och f2, och 3dB minskar amplituden för varje frekvenskomponent.Om en av utgångsterminalerna är ansluten till en absorberande last, kan den andra utgången användas som strömkälla för det passiva intermodulationsmätsystemet.Om du behöver förbättra isoleringen ytterligare kan du lägga till några komponenter som filter och isolatorer.Isoleringen av en väldesignad 3dB-brygga kan vara mer än 33dB.
Riktkopplingen används i kraftkombinationssystem ett.
Riktningsavloppsområdet som en annan tillämpning av kraftkombination visas i figur (a) nedan.I denna krets har riktningskopplarens riktverkan applicerats på ett smart sätt.Om man antar att kopplingsgraderna för de två kopplarna båda är 10dB och att riktningen båda är 25dB, är isoleringen mellan f1- och f2-ändarna 45dB.Om ingångarna för f1 och f2 båda är 0dBm, är den kombinerade utsignalen båda -10dBm.Jämfört med Wilkinson-kopplaren i figur (b) nedan (dess typiska isoleringsvärde är 20dB), är samma ingångssignal för OdBm, efter syntes, det finns -3dBm (utan att ta hänsyn till insättningsförlusten).Jämfört med tillståndet mellan samplingen ökar vi insignalen i figur (a) med 7 dB så att dess utsignal överensstämmer med figur (b).Vid denna tidpunkt "minskar" isoleringen mellan f1 och f2 i figur (a) "Är 38 dB.Det slutliga jämförelseresultatet är att riktningskopplarens effektsyntesmetod är 18dB högre än Wilkinsonkopplaren.Detta schema är lämpligt för intermodulationsmätning av tio förstärkare.
En riktningskopplare används i kraftkombinationssystem 2
2, används för mottagarens anti-interferensmätning eller falsk mätning
I RF-test- och mätsystemet kan ofta kretsen som visas i figuren nedan ses.Anta att DUT (enhet eller utrustning som testas) är en mottagare.I så fall kan en intilliggande kanalinterferenssignal injiceras i mottagaren genom kopplingsänden av riktningskopplaren.Sedan kan en integrerad testare som är ansluten till dem via riktningskopplaren testa mottagarmotståndet – tusen störningsprestanda.Om DUT är en mobiltelefon, kan telefonens sändare slås på av en omfattande testare som är ansluten till kopplingsänden på riktningskopplaren.Sedan kan en spektrumanalysator användas för att mäta den falska utsignalen från scentelefonen.Naturligtvis bör vissa filterkretsar läggas till före spektrumanalysatorn.Eftersom detta exempel endast diskuterar tillämpningen av riktningskopplare, utelämnas filterkretsen.
Riktningskopplaren används för anti-störningsmätning av mottagare eller falsk höjd på mobiltelefon.
I denna testkrets är riktningskopplarens riktverkan mycket viktig.Spektrumanalysatorn som är ansluten till den genomgående änden vill bara ta emot signalen från DUT och vill inte ta emot lösenordet från kopplingsänden.
3, för signalsampling och övervakning
Onlinemätning och övervakning av sändare kan vara en av de mest använda tillämpningarna av riktningskopplare.Följande figur är en typisk tillämpning av riktningskopplare för cellulär basstationsmätning.Antag att sändarens uteffekt är 43dBm (20W), kopplingen till riktningskopplaren.Kapaciteten är 30dB, insättningsförlusten (linjeförlust plus kopplingsförlust) är 0,15dB.Kopplingsänden har 13dBm (20mW) signal som skickas till basstationstestaren, den direkta utsignalen från riktningskopplaren är 42,85dBm (19,3W), och läckaget är Effekten på den isolerade sidan absorberas av en belastning.
Riktkopplaren används för basstationsmätning.
Nästan alla sändare använder denna metod för online-sampling och övervakning, och kanske bara denna metod kan garantera prestandatest av sändaren under normala arbetsförhållanden.Men det bör noteras att detsamma är sändartestet, och olika testare har olika problem.Med WCDMA-basstationer som exempel måste operatörerna vara uppmärksamma på indikatorerna i deras arbetsfrekvensband (2110~2170MHz), såsom signalkvalitet, effekt i kanalen, effekt i angränsande kanaler, etc. Under denna premiss kommer tillverkare att installera kl. basstationens utgångsände En smalbandig (som 2110~2170MHz) riktningskopplare för att övervaka sändarens in-band arbetsförhållanden och skicka den till kontrollcentralen när som helst.
Om det är regulatorn för radiofrekvensspektrumet - radioövervakningsstationen för att testa de mjuka basstationsindikatorerna, är dess fokus helt annorlunda.Enligt kraven i radiohanteringsspecifikationen utökas testfrekvensområdet till 9kHz~12,75GHz, och den testade basstationen är så bred.Hur mycket falsk strålning kommer att genereras i frekvensbandet och störa den vanliga driften av andra basstationer?Ett bekymmer för radioövervakningsstationer.För närvarande krävs en riktningskopplare med samma bandbredd för signalsampling, men en riktningskopplare som kan täcka 9kHz~12,75GHz verkar inte existera.Vi vet att längden på kopplingsarmen hos en riktningskopplare är relaterad till dess mittfrekvens.Bandbredden för en ultrabredbandsriktkopplare kan uppnå 5-6 oktavband, såsom 0,5-18GHz, men frekvensbandet under 500MHz kan inte täckas.
4, online effektmätning
I den genomgående effektmätningstekniken är riktningskopplaren en mycket kritisk anordning.Följande figur visar det schematiska diagrammet för ett typiskt högeffektsmätningssystem för genomströmning.Frameffekten från förstärkaren som testas samplas av den främre kopplingsänden (terminal 3) på riktningskopplaren och skickas till effektmätaren.Den reflekterade effekten samplas av den omvända kopplingsterminalen (klämma 4) och skickas till effektmätaren.
En riktningskopplare används för mätning av hög effekt.
Observera: Förutom att ta emot den reflekterade effekten från lasten, får den omvända kopplingsterminalen (klämma 4) även läckeffekt från framåtriktningen (klämma 1), vilket orsakas av riktningskopplingens riktning.Den reflekterade energin är vad testaren hoppas kunna mäta, och läckeffekten är den primära källan till fel i mätningen av reflekterad effekt.Den reflekterade effekten och läckeffekten överlagras på den omvända kopplingsänden (4 ändar) och skickas sedan till effektmätaren.Eftersom överföringsvägarna för de två signalerna är olika, är det en vektoröverlagring.Om läckageeffekten till effektmätaren kan jämföras med den reflekterade effekten kommer det att ge ett betydande mätfel.
Naturligtvis kommer den reflekterade kraften från lasten (ände 2) också att läcka till den främre kopplingsänden (ände 1, visas inte i figuren ovan).Ändå är dess storlek minimal jämfört med framåtkraften, som mäter styrkan framåt.Det resulterande felet kan ignoreras.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. beläget i Kinas "Silicon Valley" – Beijing Zhongguancun, är ett högteknologiskt företag dedikerat till att betjäna inhemska och utländska forskningsinstitutioner, forskningsinstitut, universitet och företagsvetenskaplig forskningspersonal.Vårt företag är huvudsakligen engagerat i oberoende forskning och utveckling, design, tillverkning, försäljning av optoelektroniska produkter och tillhandahåller innovativa lösningar och professionella, personliga tjänster för vetenskapliga forskare och industriingenjörer.Efter år av oberoende innovation har den bildat en rik och perfekt serie av fotoelektriska produkter, som används i stor utsträckning inom kommunala, militära, transporter, elkraft, finans, utbildning, medicinsk och andra industrier.
Vi ser fram emot samarbetet med dig!
Posttid: 2023-apr-20