Kopler terarah merupakan komponen gelombang mikro/gelombang milimeter standar dalam pengukuran gelombang mikro dan sistem gelombang mikro lainnya. Kopler ini dapat digunakan untuk isolasi, pemisahan, dan pencampuran sinyal, seperti pemantauan daya, stabilisasi daya keluaran sumber, isolasi sumber sinyal, uji penyapuan frekuensi transmisi dan refleksi, dll. Kopler ini merupakan pembagi daya gelombang mikro terarah, dan merupakan komponen yang sangat diperlukan dalam reflektor frekuensi sapuan modern. Biasanya, terdapat beberapa jenis, seperti pandu gelombang, saluran koaksial, jalur strip, dan mikrostrip.
Gambar 1 adalah diagram skematik strukturnya. Diagram ini terutama mencakup dua bagian, yaitu saluran utama dan saluran bantu, yang disambungkan satu sama lain melalui berbagai bentuk lubang kecil, celah, dan celah. Oleh karena itu, sebagian daya masukan dari "1" pada ujung saluran utama akan disambungkan ke saluran sekunder. Karena interferensi atau superposisi gelombang, daya hanya akan ditransmisikan sepanjang saluran sekunder-satu arah (disebut "maju"), dan yang lainnya Hampir tidak ada transmisi daya dalam satu urutan (disebut "mundur")
Gambar 2 merupakan kopler lintas arah, salah satu port pada kopler tersebut dihubungkan ke beban pencocokan bawaan.
Aplikasi Kopler Arah
1, untuk sistem sintesis daya
Kopler terarah 3dB (umumnya dikenal sebagai jembatan 3dB) biasanya digunakan dalam sistem sintesis frekuensi multi-pembawa, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jenis rangkaian ini umum dalam sistem terdistribusi dalam ruangan. Setelah sinyal f1 dan f2 dari dua penguat daya melewati kopler terarah 3dB, keluaran setiap saluran berisi dua komponen frekuensi f1 dan f2, dan 3dB mengurangi amplitudo setiap komponen frekuensi. Jika salah satu terminal keluaran dihubungkan ke beban penyerap, keluaran lainnya dapat digunakan sebagai sumber daya sistem pengukuran intermodulasi pasif. Jika Anda perlu meningkatkan isolasi lebih lanjut, Anda dapat menambahkan beberapa komponen seperti filter dan isolator. Isolasi jembatan 3dB yang dirancang dengan baik dapat lebih dari 33dB.
Kopler arah digunakan dalam sistem penggabungan daya satu.
Area alur arah sebagai aplikasi lain dari penggabungan daya ditunjukkan pada gambar (a) di bawah ini. Dalam rangkaian ini, direktivitas kopler arah telah diterapkan dengan cerdik. Dengan asumsi bahwa derajat kopling dari dua kopler tersebut adalah 10 dB dan direktivitasnya adalah 25 dB, isolasi antara ujung f1 dan f2 adalah 45 dB. Jika input dari f1 dan f2 keduanya 0 dBm, output gabungan keduanya adalah -10 dBm. Dibandingkan dengan kopler Wilkinson pada gambar (b) di bawah ini (nilai isolasi tipikalnya adalah 20 dB), sinyal input yang sama dari OdBm, setelah sintesis, adalah -3 dBm (tanpa mempertimbangkan rugi penyisipan). Dibandingkan dengan kondisi antar sampel, kami meningkatkan sinyal input pada gambar (a) sebesar 7 dB sehingga outputnya konsisten dengan gambar (b). Pada saat ini, isolasi antara f1 dan f2 pada gambar (a) “berkurang” menjadi 38 dB. Hasil perbandingan akhir adalah bahwa metode sintesis daya coupler terarah 18 dB lebih tinggi daripada coupler Wilkinson. Skema ini cocok untuk pengukuran intermodulasi sepuluh amplifier.
Kopler arah digunakan dalam sistem penggabungan daya 2
2, digunakan untuk pengukuran anti-interferensi penerima atau pengukuran palsu
Dalam sistem pengujian dan pengukuran RF, rangkaian yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini sering terlihat. Misalkan DUT (perangkat atau peralatan yang diuji) adalah penerima. Dalam hal itu, sinyal interferensi saluran yang berdekatan dapat disuntikkan ke penerima melalui ujung kopling dari coupler terarah. Kemudian penguji terintegrasi yang terhubung ke mereka melalui coupler terarah dapat menguji resistansi penerima—kinerja ribuan interferensi. Jika DUT adalah telepon seluler, pemancar telepon dapat dihidupkan oleh penguji komprehensif yang terhubung ke ujung kopling dari coupler terarah. Kemudian penganalisis spektrum dapat digunakan untuk mengukur output palsu dari telepon adegan. Tentu saja, beberapa rangkaian filter harus ditambahkan sebelum penganalisis spektrum. Karena contoh ini hanya membahas penerapan coupler terarah, rangkaian filter dihilangkan.
Kopler arah digunakan untuk pengukuran anti-interferensi penerima atau ketinggian palsu telepon seluler.
Dalam rangkaian uji ini, direktivitas coupler terarah sangatlah penting. Penganalisis spektrum yang terhubung ke ujung tembus hanya ingin menerima sinyal dari DUT dan tidak ingin menerima kata sandi dari ujung kopling.
3, untuk pengambilan sampel dan pemantauan sinyal
Pengukuran dan pemantauan daring pemancar mungkin merupakan salah satu aplikasi kopler terarah yang paling banyak digunakan. Gambar berikut adalah aplikasi khas kopler terarah untuk pengukuran stasiun pangkalan seluler. Misalkan daya keluaran pemancar adalah 43 dBm (20 W), kopling kopler terarah. Kapasitasnya adalah 30 dB, rugi penyisipan (rugi saluran ditambah rugi kopling) adalah 0,15 dB. Ujung kopling memiliki sinyal 13 dBm (20 mW) yang dikirim ke penguji stasiun pangkalan, keluaran langsung kopler terarah adalah 42,85 dBm (19,3 W), dan kebocorannya adalah Daya pada sisi yang terisolasi diserap oleh beban.
Kopler arah digunakan untuk pengukuran stasiun pangkalan.
Hampir semua pemancar menggunakan metode ini untuk pengambilan sampel dan pemantauan daring, dan mungkin hanya metode ini yang dapat menjamin uji kinerja pemancar dalam kondisi kerja normal. Namun perlu dicatat bahwa hal yang sama adalah uji pemancar, dan penguji yang berbeda memiliki perhatian yang berbeda. Mengambil stasiun pangkalan WCDMA sebagai contoh, operator harus memperhatikan indikator dalam pita frekuensi kerja mereka (2110~2170MHz), seperti kualitas sinyal, daya dalam saluran, daya saluran yang berdekatan, dll. Di bawah premis ini, produsen akan memasang di ujung keluaran stasiun pangkalan Sebuah coupler arah pita sempit (seperti 2110~2170MHz) untuk memantau kondisi kerja dalam pita pemancar dan mengirimkannya ke pusat kendali kapan saja.
Jika regulator spektrum frekuensi radio-stasiun pemantauan radio menguji indikator stasiun pangkalan lunak, fokusnya sama sekali berbeda. Menurut persyaratan spesifikasi manajemen radio, rentang frekuensi pengujian diperluas hingga 9kHz~12,75GHz, dan stasiun pangkalan yang diuji sangat luas. Berapa banyak radiasi palsu yang akan dihasilkan dalam pita frekuensi dan mengganggu operasi reguler stasiun pangkalan lainnya? Kekhawatiran stasiun pemantauan radio. Saat ini, coupler terarah dengan lebar pita yang sama diperlukan untuk pengambilan sampel sinyal, tetapi coupler terarah yang dapat mencakup 9kHz~12,75GHz tampaknya tidak ada. Kita tahu bahwa panjang lengan kopling dari coupler terarah terkait dengan frekuensi pusatnya. Lebar pita coupler terarah pita sangat lebar dapat mencapai pita 5-6 oktaf, seperti 0,5-18GHz, tetapi pita frekuensi di bawah 500MHz tidak dapat dicakup.
4, pengukuran daya online
Dalam teknologi pengukuran daya tipe tembus, coupler terarah merupakan perangkat yang sangat penting. Gambar berikut menunjukkan diagram skematik sistem pengukuran daya tinggi tipe tembus yang umum. Daya maju dari amplifier yang diuji diambil sampelnya oleh ujung kopling maju (terminal 3) dari coupler terarah dan dikirim ke pengukur daya. Daya pantul diambil sampelnya oleh terminal kopling balik (terminal 4) dan dikirim ke pengukur daya.
Kopler terarah digunakan untuk pengukuran daya tinggi.
Harap diperhatikan: Selain menerima daya pantul dari beban, terminal kopling terbalik (terminal 4) juga menerima daya bocor dari arah maju (terminal 1), yang disebabkan oleh direktivitas kopler terarah. Energi pantul adalah apa yang ingin diukur oleh penguji, dan daya bocor adalah sumber utama kesalahan dalam pengukuran daya pantul. Daya pantul dan daya bocor ditumpangkan pada ujung kopling terbalik (4 ujung) dan kemudian dikirim ke pengukur daya. Karena jalur transmisi kedua sinyal berbeda, ini adalah superposisi vektor. Jika masukan daya bocor ke pengukur daya dapat Dibandingkan dengan daya pantul, itu akan menghasilkan kesalahan pengukuran yang signifikan.
Tentu saja, daya pantul dari beban (ujung 2) juga akan bocor ke ujung kopling maju (ujung 1, tidak ditunjukkan pada gambar di atas). Namun, besarnya daya pantul tersebut minimal dibandingkan dengan daya maju, yang mengukur kekuatan maju. Kesalahan yang dihasilkan dapat diabaikan.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. yang berlokasi di "Silicon Valley" Tiongkok – Beijing Zhongguancun, adalah perusahaan teknologi tinggi yang didedikasikan untuk melayani lembaga penelitian, lembaga penelitian, universitas, dan personel penelitian ilmiah perusahaan dalam dan luar negeri. Perusahaan kami terutama bergerak dalam penelitian dan pengembangan independen, desain, manufaktur, penjualan produk optoelektronik, dan menyediakan solusi inovatif dan layanan profesional yang dipersonalisasi untuk peneliti ilmiah dan insinyur industri. Setelah bertahun-tahun melakukan inovasi independen, perusahaan ini telah membentuk serangkaian produk fotolistrik yang kaya dan sempurna, yang banyak digunakan dalam industri kota, militer, transportasi, tenaga listrik, keuangan, pendidikan, medis, dan industri lainnya.
Kami menantikan kerja sama dengan Anda!
Waktu posting: 20-Apr-2023