Coupler terarah adalah komponen gelombang mikro/milimeter standar dalam pengukuran gelombang mikro dan sistem gelombang mikro lainnya.Mereka dapat digunakan untuk isolasi sinyal, pemisahan, dan pencampuran, seperti pemantauan daya, stabilisasi daya keluaran sumber, isolasi sumber sinyal, pengujian penyapuan frekuensi transmisi dan refleksi, dll. Ini adalah pembagi daya gelombang mikro terarah, dan merupakan komponen yang sangat diperlukan dalam reflektometer frekuensi sapuan modern.Biasanya ada beberapa jenis seperti waveguide, coaxial line, stripline, dan microstrip.
Gambar 1 adalah diagram skema struktur.Ini terutama mencakup dua bagian, jalur utama dan jalur bantu, yang digabungkan satu sama lain melalui berbagai bentuk lubang kecil, celah, dan celah.Oleh karena itu, sebagian masukan daya dari “1″ pada ujung jalur utama akan digandeng ke jalur sekunder.Karena adanya interferensi atau superposisi gelombang, daya hanya akan disalurkan sepanjang saluran sekunder-satu arah (disebut “maju”), dan arah lainnya. Hampir tidak ada transmisi daya dalam satu urutan (disebut “mundur”)
Gambar 2 adalah coupler lintas arah, salah satu port di coupler dihubungkan ke beban pencocokan bawaan.
Penerapan Directional Coupler
1, untuk sistem sintesis daya
Coupler arah 3dB (umumnya dikenal sebagai jembatan 3dB) biasanya digunakan dalam sistem sintesis frekuensi multi-pembawa, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.Sirkuit semacam ini umum terjadi pada sistem terdistribusi dalam ruangan.Setelah sinyal f1 dan f2 dari dua penguat daya melewati penggandeng arah 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 bisa lebih dari 33dB.
Coupler arah digunakan dalam sistem penggabungan daya satu.
Area selokan terarah sebagai penerapan lain dari penggabungan daya ditunjukkan pada gambar (a) di bawah.Di sirkuit ini, pengarahan dari penggandeng arah telah diterapkan secara cerdik.Dengan asumsi bahwa derajat kopling kedua coupler adalah 10dB dan directivity keduanya 25dB, isolasi antara ujung f1 dan f2 adalah 45dB.Jika masukan f1 dan f2 keduanya 0dBm, keluaran gabungan keduanya -10dBm.Dibandingkan dengan coupler Wilkinson pada gambar (b) di bawah (nilai isolasi tipikalnya adalah 20dB), sinyal input OdBm yang sama, setelah sintesis, terdapat -3dBm (tanpa mempertimbangkan insertion loss).Dibandingkan dengan kondisi antar sampel, kami meningkatkan sinyal masukan pada gambar (a) sebesar 7dB sehingga keluarannya konsisten dengan gambar (b).Pada saat ini, isolasi antara f1 dan f2 pada gambar (a) “menurun” “Adalah 38 dB.Hasil perbandingan akhir adalah metode sintesis daya direct coupler lebih tinggi 18dB dibandingkan Wilkinson coupler.Skema ini cocok untuk pengukuran intermodulasi sepuluh amplifier.
Coupler terarah 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 ini, sinyal interferensi saluran yang berdekatan dapat disuntikkan ke penerima melalui ujung kopling dari penggandeng arah.Kemudian penguji terintegrasi yang terhubung dengannya melalui penggandeng arah dapat menguji resistansi penerima—kinerja ribuan interferensi.Jika DUT adalah telepon seluler, pemancar telepon dapat dihidupkan dengan penguji komprehensif yang terhubung ke ujung kopling dari penggandeng arah.Kemudian penganalisis spektrum dapat digunakan untuk mengukur keluaran palsu dari telepon adegan.Tentu saja, beberapa rangkaian filter harus ditambahkan sebelum penganalisis spektrum.Karena contoh ini hanya membahas penerapan skrup arah, rangkaian filter dihilangkan.
Penggandeng arah digunakan untuk pengukuran anti-interferensi pada penerima atau ketinggian palsu telepon seluler.
Dalam rangkaian pengujian ini, keterarahan directivity coupler sangat 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 online pemancar mungkin merupakan salah satu aplikasi skrup arah yang paling banyak digunakan.Gambar berikut adalah aplikasi umum skrup arah untuk pengukuran stasiun pangkalan seluler.Misalkan daya keluaran pemancar adalah 43dBm (20W), kopling dari penggandeng arah.Kapasitasnya 30dB, kerugian penyisipan (kerugian saluran ditambah kerugian kopling) adalah 0,15dB.Ujung kopling memiliki sinyal 13dBm (20mW) yang dikirim ke penguji stasiun pangkalan, keluaran langsung dari penggandeng arah adalah 42,85dBm (19,3W), dan kebocorannya adalah Daya pada sisi terisolasi diserap oleh beban.
Coupler arah digunakan untuk pengukuran stasiun pangkalan.
Hampir semua pemancar menggunakan metode ini untuk pengambilan sampel dan pemantauan online, dan mungkin hanya metode ini yang dapat menjamin uji kinerja pemancar dalam kondisi kerja normal.Namun perlu dicatat bahwa pengujian pemancar sama, dan penguji yang berbeda memiliki kekhawatiran yang berbeda.Mengambil contoh BTS WCDMA, operator harus memperhatikan indikator pada pita frekuensi kerja mereka (2110~2170MHz), seperti kualitas sinyal, daya dalam saluran, daya saluran yang berdekatan, dll. ujung keluaran stasiun pangkalan Penggandeng arah pita sempit (seperti 2110~2170MHz) untuk memantau kondisi kerja dalam pita pemancar dan mengirimkannya ke pusat kendali kapan saja.
Jika pengatur spektrum frekuensi radio-stasiun pemantau radio yang 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 pada pita frekuensi dan mengganggu pengoperasian reguler stasiun pangkalan lainnya?Kekhawatiran stasiun pemantau radio.Saat ini, penggandeng arah dengan bandwidth yang sama diperlukan untuk pengambilan sampel sinyal, tetapi penggandeng arah yang dapat mencakup 9kHz~12,75GHz sepertinya tidak ada.Kita tahu bahwa panjang lengan kopling dari penggandeng terarah berhubungan dengan frekuensi pusatnya.Bandwidth penggandeng arah pita lebar ultra dapat mencapai pita 5-6 oktaf, seperti 0,5-18GHz, tetapi pita frekuensi di bawah 500MHz tidak dapat dijangkau.
4, pengukuran daya online
Dalam teknologi pengukuran daya tipe tembus, penggandeng arah adalah perangkat yang sangat penting.Gambar berikut menunjukkan diagram skema sistem pengukuran daya tinggi pass-through yang khas.Daya maju dari amplifier yang sedang diuji diambil sampelnya oleh ujung kopling maju (terminal 3) dari penggandeng arah dan dikirim ke meteran daya.Daya yang dipantulkan diambil sampelnya oleh terminal kopling balik (terminal 4) dan dikirim ke meteran listrik.
Coupler terarah digunakan untuk pengukuran daya tinggi.
Perlu diperhatikan: Selain menerima daya pantulan dari beban, terminal kopling balik (terminal 4) juga menerima kebocoran daya dari arah maju (terminal 1), yang disebabkan oleh keterarahan dari penggandeng arah.Energi yang dipantulkan adalah apa yang ingin diukur oleh penguji, dan daya bocor adalah sumber utama kesalahan dalam pengukuran daya yang dipantulkan.Daya pantulan dan daya bocor ditumpangkan pada ujung kopling terbalik (4 ujung) dan kemudian dikirim ke meteran listrik.Karena jalur transmisi kedua sinyal berbeda, maka ini merupakan superposisi vektor.Jika kebocoran daya yang masuk ke meteran listrik dapat dibandingkan dengan daya yang dipantulkan, maka akan menghasilkan kesalahan pengukuran yang signifikan.
Tentu saja daya pantulan dari beban (ujung 2) juga akan bocor ke ujung kopling depan (ujung 1, tidak diperlihatkan pada gambar di atas).Namun, besarnya masih kecil jika dibandingkan dengan kekuatan ke depan, yang mengukur kekuatan ke depan.Kesalahan yang dihasilkan dapat diabaikan.
Beijing Rofea Optoelektronik 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 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 dan personal untuk peneliti ilmiah dan insinyur industri.Setelah bertahun-tahun melakukan inovasi independen, ia telah membentuk serangkaian produk fotolistrik yang kaya dan sempurna, yang banyak digunakan di industri kota, militer, transportasi, tenaga listrik, keuangan, pendidikan, medis, dan lainnya.
Kami menantikan kerja sama dengan Anda!
Waktu posting: 20 April-2023