Ang mga directional coupler ay mga karaniwang bahagi ng microwave/millimeter wave sa pagsukat ng microwave at iba pang mga sistema ng microwave. Maaari itong gamitin para sa signal isolation, separation, at mixing, tulad ng power monitoring, source output power stabilization, signal source isolation, 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, mayroong ilang mga uri, tulad ng waveguide, coaxial line, stripline, at microstrip.
Ang Figure 1 ay isang eskematikong diagram ng istruktura. Pangunahin itong binubuo ng dalawang bahagi, ang mainline at ang auxiliary line, na pinagdugtong sa isa't isa sa pamamagitan ng iba't ibang anyo ng maliliit na butas, hiwa, at mga puwang. Samakatuwid, ang bahagi ng input ng kuryente mula sa "1" sa dulo ng mainline ay ikokonekta sa pangalawang linya. Dahil sa interference o superposition ng mga alon, ang kuryente ay ipapadala lamang sa pangalawang linya—isang direksyon (tinatawag na "pasulong"), at ang isa naman ay halos walang transmisyon ng kuryente sa isang pagkakasunud-sunod (tinatawag na "pabaliktad").
Ang Figure 2 ay isang cross-directional coupler, isa sa mga port sa coupler ay konektado sa isang built-in na matching load.
Aplikasyon ng Directional Coupler
1, para sa sistema ng sintesis ng kuryente
Ang isang 3dB directional coupler (karaniwang kilala bilang 3dB bridge) ay karaniwang ginagamit sa isang multi-carrier frequency synthesis system, gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang ganitong uri ng circuit ay karaniwan sa mga indoor distributed system. Matapos dumaan ang mga signal na f1 at f2 mula sa dalawang power amplifier 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 nakakonekta 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 isolation, maaari kang magdagdag ng ilang component tulad ng mga filter at isolator. Ang isolation ng isang mahusay na dinisenyong 3dB bridge ay maaaring higit sa 33dB.
Ang directional coupler ay ginagamit sa power combining system one.
Ang directional gully area bilang isa pang aplikasyon ng power combining ay ipinapakita sa figure (a) sa ibaba. Sa circuit na ito, ang directivity ng directional coupler ay matalinong nailapat. Sa pag-aakalang ang coupling degrees ng dalawang coupler ay parehong 10dB at ang directivity ay parehong 25dB, ang isolation sa pagitan ng mga dulo ng f1 at f2 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 karaniwang isolation value nito ay 20dB), ang parehong input signal ng OdBm, pagkatapos ng synthesis, ay -3dBm (nang hindi isinasaalang-alang ang insertion loss). Kung ikukumpara sa inter-sample condition, pinapataas namin ang input signal sa figure (a) ng 7dB upang ang output nito ay naaayon sa figure (b). Sa ngayon, ang isolation sa pagitan ng f1 at f2 sa figure (a) ay "bumababa" "ay 38 dB." Ang pangwakas na resulta ng paghahambing ay ang power synthesis method ng directional coupler ay 18dB na mas mataas kaysa sa Wilkinson coupler. Ang scheme na ito ay angkop para sa pagsukat ng intermodulation ng sampung amplifier.
Isang directional coupler ang ginagamit sa power combining system 2.
2, ginagamit para sa pagsukat ng anti-interference ng receiver o spurious measurement
Sa sistema ng pagsubok at pagsukat ng RF, ang circuit na ipinapakita sa figure sa ibaba ay madalas na makikita. Ipagpalagay na ang DUT (device o equipment under test) ay isang receiver. Sa kasong iyon, ang isang katabing channel interference signal ay maaaring ipasok sa receiver sa pamamagitan ng coupling end ng directional coupler. Pagkatapos, ang isang integrated tester na konektado sa mga ito sa pamamagitan ng directional coupler ay maaaring sumubok sa resistensya ng receiver—thousand interference performance. Kung ang DUT ay isang cellular phone, ang transmitter ng telepono ay maaaring i-on sa pamamagitan ng isang komprehensibong tester na konektado sa coupling end ng directional coupler. Pagkatapos, maaaring gamitin ang isang spectrum analyzer upang sukatin ang spurious output ng scene phone. Siyempre, dapat idagdag ang ilang filter circuit bago ang spectrum analyzer. Dahil tinatalakay lamang ng halimbawang ito ang aplikasyon ng mga directional coupler, hindi kasama ang filter circuit.
Ang directional coupler ay ginagamit para sa pagsukat ng anti-interference ng receiver o pekeng taas ng cellular phone.
Sa test circuit na ito, napakahalaga ng directivity ng directional coupler. Ang spectrum analyzer na konektado sa through end ay gusto lamang tumanggap ng signal mula sa DUT at ayaw tumanggap ng password mula sa coupling end.
3, para sa pagkuha ng signal at pagsubaybay
Ang online na pagsukat at pagsubaybay sa transmitter ay maaaring isa sa mga pinakalawak na ginagamit na aplikasyon ng mga directional coupler. Ang sumusunod na pigura 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 ay 30dB, ang insertion loss (line loss kasama ang coupling loss) ay 0.15dB. Ang dulo ng coupling ay may 13dBm (20mW) na signal na ipinapadala sa base station tester, ang direktang output ng directional coupler ay 42.85dBm (19.3W), at ang leakage ay . Ang power sa nakahiwalay na bahagi ay hinihigop ng isang load.
Ang directional coupler ay ginagamit para sa pagsukat ng base station.
Halos lahat ng transmitter ay gumagamit ng pamamaraang ito para sa online sampling at pagsubaybay, at marahil ang pamamaraang ito lamang ang makakagarantiya sa pagsubok ng pagganap ng transmitter sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng pagtatrabaho. Ngunit dapat tandaan na pareho ang pagsubok ng transmitter, at ang iba't ibang tester ay may iba't ibang mga alalahanin. Kung gagamitin natin ang mga WCDMA base station 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, adjacent channel power, atbp. Sa ilalim ng premisang ito, mag-i-install ang mga tagagawa sa output end ng base station ng isang narrowband (tulad ng 2110~2170MHz) directional coupler upang subaybayan ang mga in-band working condition ng transmitter at ipapadala ito sa control center anumang oras.
Kung ito ang regulator ng radio frequency spectrum—ang istasyon ng pagsubaybay sa radyo—upang subukan ang mga indicator ng soft base station, ang pokus nito ay ibang-iba. Ayon sa mga kinakailangan sa espesipikasyon ng pamamahala ng radyo, ang saklaw ng dalas ng pagsubok ay pinalawig sa 9kHz~12.75GHz, at ang nasubok na base station ay napakalawak. Gaano karaming spurious radiation ang mabubuo sa frequency band at makakasagabal sa regular na operasyon ng iba pang mga base station? Isang alalahanin ng mga istasyon ng pagsubaybay sa radyo. Sa ngayon, kinakailangan ang isang directional coupler na may parehong bandwidth para sa signal sampling, ngunit ang isang directional coupler na maaaring sumaklaw sa 9kHz~12.75GHz ay tila wala pa. Alam natin 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 umabot sa 5-6 octave bands, tulad ng 0.5-18GHz, ngunit ang frequency band na mas mababa sa 500MHz ay hindi maaaring masakop.
4, online na pagsukat ng kuryente
Sa teknolohiya ng pagsukat ng through-type power, ang directional coupler ay isang napakahalagang aparato. Ang sumusunod na pigura ay nagpapakita ng eskematiko na diagram ng isang tipikal na pass-through high-power measurement system. Ang forward power mula sa amplifier sa ilalim ng Test ay sinusuri ng forward coupling end (terminal 3) ng directional coupler at ipinapadala sa power meter. Ang reflected power ay sinusuri ng reverse coupling terminal (terminal 4) at ipinapadala sa power meter.
Ang isang directional coupler ay ginagamit para sa pagsukat ng mataas na lakas.
Pakitandaan: Bukod sa pagtanggap ng replektadong kuryente mula sa karga, ang reverse coupling terminal (terminal 4) ay tumatanggap din ng leakage power mula sa direksyong pasulong (terminal 1), na sanhi ng direksyon ng directional coupler. Ang replektadong enerhiya ang siyang inaasahang masukat ng tester, at ang leakage power ang pangunahing pinagmumulan ng mga error sa pagsukat ng replektadong kuryente. Ang replektadong kuryente at leakage power ay pinagpatong-patong sa dulo ng reverse coupling (4 na dulo) at pagkatapos ay ipinapadala sa power meter. Dahil magkaiba ang mga transmission path ng dalawang signal, ito ay isang vector superposition. Kung ang leakage power na input sa power meter ay maihahambing sa replektadong kuryente, magbubunga ito ng malaking error sa pagsukat.
Siyempre, ang repleksyon ng lakas mula sa karga (dulo 2) ay tatagas din papunta sa dulo ng forward coupling (dulo 1, na hindi ipinapakita sa pigura sa itaas). Gayunpaman, ang magnitude nito ay minimal kumpara sa forward power, na sumusukat sa forward strength. Ang nagreresultang error ay maaaring balewalain.
Ang Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. na matatagpuan sa "Silicon Valley" ng Tsina – Beijing Zhongguancun, ay isang high-tech na negosyo na nakatuon sa paglilingkod sa mga lokal at dayuhang institusyon ng pananaliksik, mga institusyon ng pananaliksik, mga unibersidad at mga tauhan ng pananaliksik na siyentipiko. Ang aming kumpanya ay pangunahing nakikibahagi sa malayang pananaliksik at pagpapaunlad, disenyo, paggawa, pagbebenta ng mga produktong optoelectronic, at nagbibigay ng mga makabagong solusyon at propesyonal at personalized na serbisyo para sa mga siyentipikong mananaliksik at mga inhinyero sa industriya. Pagkatapos ng mga taon ng malayang inobasyon, nakabuo ito ng isang mayaman at perpektong serye ng mga produktong photoelectric, na malawakang ginagamit sa mga industriya ng munisipyo, militar, transportasyon, kuryente, pananalapi, edukasyon, medikal at iba pa.
Inaasahan namin ang pakikipagtulungan sa iyo!
Oras ng pag-post: Abril-20-2023