Ang mga directional coupler ay karaniwang bahagi ng microwave/millimeter wave sa pagsukat ng microwave at iba pang microwave system. Magagamit ang mga ito para sa paghihiwalay ng signal, paghihiwalay, at paghahalo, tulad ng pagsubaybay sa kapangyarihan, pag-stabilize ng power output ng source, paghihiwalay ng pinagmumulan ng signal, pag-sweeping ng transmission at reflection frequency sweeping Test, atbp. Ito ay isang directional microwave power divider, at ito ay isang kailangang-kailangan na bahagi sa mga modernong swept-frequency reflectometer. Kadalasan, may ilang uri, gaya ng waveguide, coaxial line, stripline, at microstrip.
Ang Figure 1 ay isang schematic diagram ng istraktura. Pangunahing kabilang dito ang dalawang bahagi, ang mainline at ang auxiliary line, na pinagsama sa isa't isa sa pamamagitan ng iba't ibang anyo ng maliliit na butas, slits, at gaps. Samakatuwid, ang bahagi ng power input mula sa "1″ sa dulo ng pangunahing linya ay isasama sa pangalawang linya. Dahil sa interference o superposition ng mga alon, ang kapangyarihan ay ipapadala lamang sa kahabaan ng pangalawang linya-isang direksyon (tinatawag na "pasulong"), at ang isa Halos walang paghahatid ng kuryente sa isang pagkakasunud-sunod (tinatawag na "reverse")
Ang Figure 2 ay isang cross-directional coupler, ang isa sa mga port sa coupler ay konektado sa isang built-in na matching load.
Paglalapat ng Directional Coupler
1, para sa power synthesis system
Ang isang 3dB directional coupler (karaniwang kilala bilang isang 3dB bridge) ay karaniwang ginagamit sa isang multi-carrier frequency synthesis system, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba. Ang ganitong uri ng circuit ay karaniwan sa mga panloob na ipinamamahaging sistema. Matapos ang mga signal na f1 at f2 mula sa dalawang power amplifier ay dumaan sa isang 3dB directional coupler, ang output ng bawat channel ay naglalaman ng dalawang frequency component na f1 at f2, at binabawasan ng 3dB ang amplitude ng bawat frequency component. Kung ang isa sa mga output terminal ay konektado sa isang absorbing load, ang isa pang output ay maaaring gamitin bilang power source ng passive intermodulation measurement system. Kung kailangan mong pagbutihin pa ang paghihiwalay, maaari kang magdagdag ng ilang bahagi gaya ng mga filter at isolator. Ang paghihiwalay ng isang mahusay na dinisenyo na tulay na 3dB ay maaaring higit sa 33dB.
Ang directional coupler ay ginagamit sa power combining system one.
Ang direksyong gully area bilang isa pang aplikasyon ng power combining ay ipinapakita sa figure (a) sa ibaba. Sa circuit na ito, matalinong inilapat ang directivity ng directional coupler. Ipagpalagay na ang coupling degrees ng dalawang couplers ay parehong 10dB at ang directivity ay parehong 25dB, ang isolation sa pagitan ng f1 at f2 na dulo ay 45dB. Kung ang mga input ng f1 at f2 ay parehong 0dBm, ang pinagsamang output ay parehong -10dBm. Kung ikukumpara sa Wilkinson coupler sa figure (b) sa ibaba (ang tipikal na halaga ng paghihiwalay nito ay 20dB), ang parehong input signal ng OdBm, pagkatapos ng synthesis, mayroong -3dBm (nang hindi isinasaalang-alang ang pagkawala ng pagpapasok). Kung ikukumpara sa inter-sample na kondisyon, pinapataas namin ang input signal sa figure (a) ng 7dB upang ang output nito ay pare-pareho sa figure (b). Sa oras na ito, ang paghihiwalay sa pagitan ng f1 at f2 sa figure (a) ay "bumababa" "Ay 38 dB. Ang huling resulta ng paghahambing ay ang paraan ng power synthesis ng directional coupler ay 18dB na mas mataas kaysa sa Wilkinson coupler. Ang pamamaraan na ito ay angkop para sa pagsukat ng intermodulation ng sampung amplifier.
Ang isang directional coupler ay ginagamit sa power combining system 2
2, ginagamit para sa receiver anti-interference pagsukat o huwad na pagsukat
Sa RF test at measurement system, madalas na makikita ang circuit na ipinapakita sa figure sa ibaba. Ipagpalagay na ang DUT (aparato o kagamitan na sinusubok) ay isang receiver. Sa kasong iyon, ang isang katabing signal ng interference ng channel ay maaaring iturok sa receiver sa pamamagitan ng coupling end ng directional coupler. Pagkatapos ay masusubok ng pinagsamang tester na konektado sa kanila sa pamamagitan ng directional coupler ang resistensya ng receiver—isang libong interference performance. Kung ang DUT ay isang cellular phone, ang transmitter ng telepono ay maaaring i-on ng isang komprehensibong tester na konektado sa coupling end ng directional coupler. Pagkatapos ay maaaring gamitin ang spectrum analyzer para sukatin ang huwad na output ng scene phone. Siyempre, ang ilang mga filter na circuit ay dapat idagdag bago ang spectrum analyzer. Dahil tinatalakay lamang ng halimbawang ito ang aplikasyon ng mga directional coupler, ang filter circuit ay tinanggal.
Ang directional coupler ay ginagamit para sa pagsukat ng anti-interference ng receiver o huwad na taas ng cellular phone.
Sa test circuit na ito, ang directivity ng directional coupler ay napakahalaga. Ang spectrum analyzer na nakakonekta sa through end ay gusto lang makatanggap ng signal mula sa DUT at ayaw makatanggap ng password mula sa coupling end.
3, para sa signal sampling at pagsubaybay
Ang online na pagsukat at pagsubaybay sa transmitter ay maaaring isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na application ng mga directional coupler. Ang sumusunod na figure ay isang tipikal na aplikasyon ng mga directional coupler para sa pagsukat ng cellular base station. Ipagpalagay na ang output power ng transmitter ay 43dBm (20W), ang coupling ng directional coupler. Ang kapasidad ay 30dB, ang insertion loss (line loss plus coupling loss) ay 0.15dB. Ang dulo ng coupling ay may 13dBm (20mW) na signal na ipinadala sa base station tester, ang direktang output ng directional coupler ay 42.85dBm (19.3W), at ang pagtagas ay Ang kapangyarihan sa nakahiwalay na bahagi ay sinisipsip ng isang load.
Ginagamit ang directional coupler para sa pagsukat ng base station.
Halos lahat ng mga transmiter ay gumagamit ng paraang ito para sa online na sampling at pagsubaybay, at marahil ang pamamaraang ito lamang ang magagarantiyahan ng pagsubok sa pagganap ng transmitter sa ilalim ng normal na mga kondisyon sa pagtatrabaho. Ngunit dapat tandaan na pareho ang pagsubok sa transmitter, at ang iba't ibang mga tester ay may iba't ibang alalahanin. Isinasaalang-alang ang mga base station ng WCDMA bilang halimbawa, dapat bigyang-pansin ng mga operator ang mga indicator sa kanilang working frequency band (2110~2170MHz), tulad ng kalidad ng signal, in-channel power, katabing channel power, atbp. Sa ilalim ng premise na ito, ang mga manufacturer ay mag-i-install sa ang output dulo ng base station Isang narrowband (tulad ng 2110~2170MHz) directional coupler upang subaybayan ang in-band na kondisyon ng pagtatrabaho ng transmitter at ipadala ito sa control center anumang oras.
Kung ito ang regulator ng radio frequency spectrum-ang istasyon ng pagsubaybay sa radyo upang subukan ang malambot na base station indicator, ang focus nito ay ganap na naiiba. Ayon sa mga kinakailangan sa pagtutukoy sa pamamahala ng radyo, ang hanay ng dalas ng pagsubok ay pinalawak sa 9kHz~12.75GHz, at napakalawak ng nasubok na base station. Gaano karaming pekeng radiation ang mabubuo sa frequency band at makagambala sa regular na operasyon ng iba pang base station? Isang alalahanin ng mga istasyon ng pagsubaybay sa radyo. Sa oras na ito, kinakailangan ang directional coupler na may parehong bandwidth para sa signal sampling, ngunit mukhang hindi umiiral ang directional coupler na maaaring sumaklaw sa 9kHz~12.75GHz. Alam namin na ang haba ng coupling arm ng isang directional coupler ay nauugnay sa center frequency nito. Ang bandwidth ng isang ultra-wideband directional coupler ay maaaring makamit ang 5-6 octave band, gaya ng 0.5-18GHz, ngunit ang frequency band na mas mababa sa 500MHz ay hindi masasakop.
4, online na pagsukat ng kapangyarihan
Sa through-type na teknolohiya sa pagsukat ng kapangyarihan, ang directional coupler ay isang napaka-kritikal na device. Ipinapakita ng sumusunod na figure ang schematic diagram ng isang tipikal na pass-through na high-power measurement system. Ang forward power mula sa amplifier sa ilalim ng Test ay na-sample ng forward coupling end (terminal 3) ng directional coupler at ipinadala sa power meter. Ang nakalarawan na kapangyarihan ay na-sample ng reverse coupling terminal (terminal 4) at ipinadala sa power meter.
Ginagamit ang directional coupler para sa pagsukat ng mataas na kapangyarihan.
Pakitandaan: Bilang karagdagan sa pagtanggap ng nakalarawan na kapangyarihan mula sa load, ang reverse coupling terminal (terminal 4) ay tumatanggap din ng leakage power mula sa forward na direksyon (terminal 1), na sanhi ng directivity ng directional coupler. Ang masasalamin na enerhiya ay ang inaasahan ng tester na sukatin, at ang kapangyarihan ng pagtagas ay ang pangunahing pinagmumulan ng mga error sa ipinapakitang pagsukat ng kapangyarihan. Ang nakalarawan na kapangyarihan at kapangyarihan ng pagtagas ay nakapatong sa reverse coupling end (4 na dulo) at pagkatapos ay ipinadala sa power meter. Dahil ang mga daanan ng paghahatid ng dalawang signal ay magkaiba, ito ay isang vector superposition. Kung ang pagpasok ng kapangyarihan sa pagtagas sa metro ng kuryente ay maihahambing sa nakalarawan na kapangyarihan, ito ay magbubunga ng isang makabuluhang error sa pagsukat.
Siyempre, ang masasalamin na kapangyarihan mula sa pag-load (dulo 2) ay tatagas din sa dulo ng pasulong na pagkabit (dulo 1, hindi ipinapakita sa figure sa itaas). Gayunpaman, ang magnitude nito ay minimal kumpara sa pasulong na kapangyarihan, na sumusukat sa lakas ng pasulong. Maaaring balewalain ang resultang error.
Ang Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. na matatagpuan sa "Silicon Valley" ng China - Beijing Zhongguancun, ay isang high-tech na enterprise na nakatuon sa paglilingkod sa mga domestic at foreign research institution, research institute, unibersidad at enterprise scientific research personnel. Ang aming kumpanya ay pangunahing nakatuon sa independiyenteng pananaliksik at pagpapaunlad, disenyo, pagmamanupaktura, pagbebenta ng mga produktong optoelectronic, at nagbibigay ng mga makabagong solusyon at propesyonal, personalized na serbisyo para sa mga siyentipikong mananaliksik at mga inhinyero sa industriya. Matapos ang mga taon ng independiyenteng pagbabago, nakabuo ito ng isang mayaman at perpektong serye ng mga produktong photoelectric, na malawakang ginagamit sa munisipyo, militar, transportasyon, kuryente, pananalapi, edukasyon, medikal at iba pang industriya.
Inaasahan namin ang pakikipagtulungan sa iyo!
Oras ng post: Abr-20-2023