Retningskoblere er standard mikrobølge-/millimeterbølgekomponenter i mikrobølgemåling og andre mikrobølgesystemer. De kan brukes til signalisolering, separasjon og blanding, for eksempel effektovervåking, stabilisering av utgangseffekt fra kilden, isolering av signalkilde, sveipingstest av transmisjons- og refleksjonsfrekvens, osv. Det er en retningsbestemt mikrobølgeeffektdeler, og det er en uunnværlig komponent i moderne reflektometre med sveipet frekvens. Vanligvis finnes det flere typer, for eksempel bølgeleder, koaksiallinje, striplinje og mikrostrip.
Figur 1 er et skjematisk diagram av strukturen. Den består hovedsakelig av to deler, hovedlinjen og hjelpelinjen, som er koblet til hverandre gjennom forskjellige former for små hull, spalter og mellomrom. Derfor vil en del av krafttilførselen fra "1"-en på hovedlinjenden bli koblet til sekundærlinjen. På grunn av interferens eller superposisjon av bølger vil kraften bare overføres langs sekundærlinjen - én retning (kalt "fremover"), og den andre. Det er nesten ingen kraftoverføring i én retning (kalt "revers").
Figur 2 er en tverrretningskopler, hvor en av portene i kopleren er koblet til en innebygd samsvarende last.
Bruk av retningskobler
1, for kraftsyntesesystem
En 3dB retningskopler (vanligvis kjent som en 3dB-bro) brukes vanligvis i et flerbærerfrekvenssyntesesystem, som vist i figuren nedenfor. Denne typen krets er vanlig i innendørs distribuerte systemer. Etter at signalene f1 og f2 fra to effektforsterkere har passert gjennom en 3dB retningskopler, inneholder utgangen fra hver kanal to frekvenskomponenter f1 og f2, og 3dB reduserer amplituden til hver frekvenskomponent. Hvis en av utgangsterminalene er koblet til en absorberende last, kan den andre utgangen brukes som strømkilde for det passive intermodulasjonsmålingssystemet. Hvis du trenger å forbedre isolasjonen ytterligere, kan du legge til noen komponenter som filtre og isolatorer. Isolasjonen til en godt designet 3dB-bro kan være mer enn 33 dB.
Retningskobleren brukes i kraftkombinasjonssystem én.
Det retningsbestemte slukeområdet som en annen anvendelse av effektkombinering er vist i figur (a) nedenfor. I denne kretsen er retningsvirkningen til retningskopleren smart anvendt. Forutsatt at koblingsgradene til de to koplerne begge er 10 dB og retningsvirkningen begge er 25 dB, er isolasjonen mellom f1- og f2-endene 45 dB. Hvis inngangene til f1 og f2 begge er 0 dBm, er den kombinerte utgangen begge -10 dBm. Sammenlignet med Wilkinson-kopleren i figur (b) nedenfor (dens typiske isolasjonsverdi er 20 dB), er det samme inngangssignalet på OdBm, etter syntese, -3 dBm (uten å ta hensyn til innsettingstapet). Sammenlignet med inter-sample-betingelsen øker vi inngangssignalet i figur (a) med 7 dB slik at utgangen er konsistent med figur (b). På dette tidspunktet «minsker» isolasjonen mellom f1 og f2 i figur (a) til 38 dB. Det endelige sammenligningsresultatet er at retningskoplerens effektsyntesemetode er 18 dB høyere enn Wilkinson-kopleren. Denne ordningen er egnet for intermodulasjonsmåling av ti forsterkere.
En retningskopler brukes i kraftkombinasjonssystem 2
2, brukes til måling av mottakerens anti-interferens eller falsk måling
I RF-test- og målesystemet kan kretsen vist i figuren nedenfor ofte sees. Anta at DUT-en (enheten eller utstyret under test) er en mottaker. I så fall kan et interferenssignal fra en tilstøtende kanal injiseres i mottakeren gjennom koblingsenden av retningskopleren. Deretter kan en integrert tester koblet til dem gjennom retningskopleren teste mottakerens motstand – tusen interferensytelse. Hvis DUT-en er en mobiltelefon, kan telefonens sender slås på av en omfattende tester koblet til koblingsenden av retningskopleren. Deretter kan en spektrumanalysator brukes til å måle den falske utgangen fra scenetelefonen. Selvfølgelig bør noen filterkretser legges til før spektrumanalysatoren. Siden dette eksemplet bare diskuterer bruken av retningskoplere, er filterkretsen utelatt.
Retningskobleren brukes til måling av mottakeren eller falsk høyde på mobiltelefoner mot interferens.
I denne testkretsen er retningsvirkningen til retningskopleren svært viktig. Spektrumanalysatoren som er koblet til gjennomgangsenden ønsker kun å motta signalet fra DUT-en og ønsker ikke å motta passordet fra koblingsenden.
3, for signalprøvetaking og overvåking
Online-måling og -overvåking av sendere er kanskje en av de mest brukte bruksområdene for retningskoplere. Figuren nedenfor viser en typisk bruk av retningskoplere for måling av mobilbasestasjoner. Anta at senderens utgangseffekt er 43 dBm (20 W), retningskoplerens koblingskapasitet er 30 dB, innsettingstapet (linjetap pluss koblingstap) er 0,15 dB. Koblingsenden har et signal på 13 dBm (20 mW) sendt til basestasjonstesteren, den direkte utgangen fra retningskopleren er 42,85 dBm (19,3 W), og lekkasjen er. Effekten på den isolerte siden absorberes av en last.
Retningskobleren brukes til måling av basestasjonen.
Nesten alle sendere bruker denne metoden for online sampling og overvåking, og kanskje bare denne metoden kan garantere ytelsestesten av senderen under normale driftsforhold. Men det bør bemerkes at det samme gjelder sendertesten, og forskjellige testere har forskjellige bekymringer. Med WCDMA-basestasjoner som eksempel, må operatører være oppmerksomme på indikatorene i arbeidsfrekvensbåndet (2110~2170 MHz), for eksempel signalkvalitet, effekt i kanalen, effekt i tilstøtende kanaler, osv. Under denne forutsetningen vil produsenter installere en smalbåndet (som 2110~2170 MHz) retningskopler på utgangsenden av basestasjonen for å overvåke senderens arbeidsforhold i båndet og sende den til kontrollsenteret når som helst.
Hvis det er regulatoren av radiofrekvensspekteret – radioovervåkingsstasjonen – som skal teste de myke basestasjonsindikatorene, er fokuset helt annerledes. I henhold til kravene i radiostyringsspesifikasjonen er testfrekvensområdet utvidet til 9 kHz ~ 12,75 GHz, og den testede basestasjonen er så bred. Hvor mye falsk stråling vil bli generert i frekvensbåndet og forstyrre den vanlige driften av andre basestasjoner? En bekymring for radioovervåkingsstasjoner. For øyeblikket er en retningskopler med samme båndbredde nødvendig for signalsampling, men en retningskopler som kan dekke 9 kHz ~ 12,75 GHz ser ikke ut til å eksistere. Vi vet at lengden på koplingsarmen til en retningskopler er relatert til senterfrekvensen. Båndbredden til en ultrabredbåndsretningskopler kan oppnå 5-6 oktavbånd, for eksempel 0,5-18 GHz, men frekvensbåndet under 500 MHz kan ikke dekkes.
4, online effektmåling
I gjennomgangseffektmålingsteknologien er retningskopleren en svært kritisk enhet. Figuren nedenfor viser et skjematisk diagram av et typisk gjennomgangseffektmålingssystem. Forovereffekten fra forsterkeren som testes samples av den fremoverkoblende enden (terminal 3) på retningskopleren og sendes til effektmåleren. Den reflekterte effekten samples av den reverskoblende terminalen (terminal 4) og sendes til effektmåleren.
En retningskopler brukes til måling av høy effekt.
Merk: I tillegg til å motta den reflekterte effekten fra lasten, mottar den reverserte koblingsterminalen (terminal 4) også lekkasjeeffekt fra foroverretningen (terminal 1), som er forårsaket av retningsvirkningen til retningskopleren. Den reflekterte energien er det testeren håper å måle, og lekkasjeeffekten er den primære kilden til feil i den reflekterte effektmålingen. Den reflekterte effekten og lekkasjeeffekten legges over den reverserte koblingsenden (4 ender) og sendes deretter til effektmåleren. Siden overføringsveiene til de to signalene er forskjellige, er det en vektorsuperposisjon. Hvis lekkasjeeffekttilførselen til effektmåleren kan sammenlignes med den reflekterte effekten, vil det produsere en betydelig målefeil.
Selvfølgelig vil den reflekterte effekten fra lasten (ende 2) også lekke til den fremre koblingsenden (ende 1, ikke vist i figuren ovenfor). Likevel er størrelsen minimal sammenlignet med den fremoverrettede effekten, som måler fremoverstyrke. Den resulterende feilen kan ignoreres.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., som ligger i Kinas «Silicon Valley» – Beijing Zhongguancun, er en høyteknologisk bedrift dedikert til å betjene innenlandske og utenlandske forskningsinstitusjoner, forskningsinstitutter, universiteter og vitenskapelig forskningspersonell i bedrifter. Vårt selskap er hovedsakelig engasjert i uavhengig forskning og utvikling, design, produksjon og salg av optoelektroniske produkter, og tilbyr innovative løsninger og profesjonelle, personlige tjenester for vitenskapelige forskere og industriingeniører. Etter år med uavhengig innovasjon har de dannet en rik og perfekt serie med fotoelektriske produkter, som er mye brukt i kommunal, militær, transport, elektrisitet, finans, utdanning, medisin og andre næringer.
Vi gleder oss til samarbeidet med deg!
Publisert: 20. april 2023