Directionele koppelaars zijn een belangrijk type signaalverwerkingsapparaat. Hun basisfunctie is het bemonsteren van RF-signalen met een vooraf bepaalde koppelingsgraad, met een hoge isolatie tussen de signaalpoorten en de bemonsterde poorten. Dit maakt analyse, meting en verwerking voor vele toepassingen mogelijk. Omdat het passieve apparaten zijn, werken ze ook in de omgekeerde richting, waarbij signalen in het hoofdpad worden geïnjecteerd volgens de directionaliteit en koppelingsgraad van de apparaten. Er bestaan enkele configuratievarianten van directionele koppelaars, zoals we hieronder zullen zien.
Definities
Idealiter zou een koppelaar verliesvrij, aangepast en wederkerig zijn. De basiseigenschappen van drie- en vierpoortsnetwerken zijn isolatie, koppeling en richtingsgevoeligheid, waarvan de waarden worden gebruikt om de koppelaars te karakteriseren. Een ideale koppelaar heeft een oneindige richtingsgevoeligheid en isolatie, samen met een koppelingsfactor die is gekozen voor de beoogde toepassing.
Het functionele diagram in Fig. 1 illustreert de werking van een richtingskoppelaar, gevolgd door een beschrijving van de bijbehorende prestatieparameters. Het bovenste diagram toont een 4-poorts koppelaar, die zowel gekoppelde (voorwaartse) als geïsoleerde (omgekeerde of gereflecteerde) poorten bevat. Het onderste diagram toont een 3-poorts structuur, waarbij de geïsoleerde poort is weggelaten. Deze wordt gebruikt in toepassingen die slechts één voorwaarts gekoppelde uitgang nodig hebben. De 3-poorts koppelaar kan ook in de omgekeerde richting worden aangesloten, waarbij de poort die voorheen gekoppeld was, de geïsoleerde poort wordt.
Afbeelding 1: Basisrichtingskoppelaarconfiguraties
Prestatiekenmerken:
Koppelingsfactor: Deze factor geeft het deel van het ingangsvermogen (bij P1) aan dat naar de gekoppelde poort P3 wordt geleid.
Richtingsgevoeligheid: Dit is een maat voor het vermogen van de koppelaar om golven die zich in voorwaartse en achterwaartse richting voortplanten te scheiden, zoals waargenomen bij de gekoppelde (P3) en geïsoleerde (P4) poorten.
Isolatie: Geeft het vermogen aan dat aan de niet-gekoppelde belasting (P4) wordt geleverd.
Invoegverlies: Hierbij wordt rekening gehouden met het ingangsvermogen (P1) dat aan de zendpoort (P2) wordt geleverd, verminderd met het vermogen dat aan de gekoppelde en geïsoleerde poorten wordt geleverd.
De waarden van deze kenmerken in dB zijn:
Koppeling = C = 10 log (P1/P3)
Richtingsgevoeligheid = D = 10 log (P3/P4)
Isolatie = I = 10 log (P1/P4)
Invoegverlies = L = 10 log (P1/P2)
Soorten koppelingen
Dit type koppelaar heeft drie toegankelijke poorten, zoals weergegeven in Fig. 2, waarbij de vierde poort intern is afgesloten voor maximale directionaliteit. De basisfunctie van een directionele koppelaar is het bemonsteren van het geïsoleerde (omgekeerde) signaal. Een typische toepassing is het meten van gereflecteerd vermogen (of indirect, VSWR). Hoewel deze koppelaar ook omgekeerd kan worden aangesloten, is hij niet wederkerig. Omdat een van de gekoppelde poorten intern is afgesloten, is er slechts één gekoppeld signaal beschikbaar. In de voorwaartse richting (zoals weergegeven) bemonstert de gekoppelde poort de omgekeerde golf, maar indien aangesloten in de omgekeerde richting (RF-ingang rechts), zou de gekoppelde poort een monster van de voorwaartse golf zijn, verminderd met de koppelingsfactor. Met deze aansluiting kan het apparaat worden gebruikt als bemonsteraar voor signaalmeting, of om een deel van het uitgangssignaal naar feedbackcircuits te sturen.
Afbeelding 2: 50-Ohm richtingskoppelaar
Voordelen:
1. De prestaties kunnen worden geoptimaliseerd voor het voorwaartse pad.
2. Hoge richtingsgevoeligheid en isolatie
3. De richtingsgevoeligheid van een koppelaar wordt sterk beïnvloed door de impedantieaanpassing die wordt geboden door de afsluiting bij de geïsoleerde poort. Het intern aanbrengen van die afsluiting garandeert hoge prestaties.
Nadelen:
1. Koppeling is alleen mogelijk in de voorwaartse richting.
2. Geen gekoppelde lijn
3. Het nominale vermogen van de gekoppelde poort is lager dan dat van de ingangspoort, omdat het vermogen dat op de gekoppelde poort wordt toegevoerd, vrijwel volledig wordt gedissipeerd in de interne afsluiting.
Si Chuan Keenlion Microwave biedt een ruime keuze aan richtingskoppelaars in smalband- en breedbandconfiguraties, voor frequenties van 0,5 tot 50 GHz. Ze zijn ontworpen voor een ingangsvermogen van 10 tot 30 watt in een 50-ohm transmissiesysteem. Er wordt gebruikgemaakt van microstrip- of stripline-ontwerpen, die geoptimaliseerd zijn voor de beste prestaties.
De apparaten worden standaard geleverd met SMA- of N-female connectoren, of 2,92 mm, 2,40 mm en 1,85 mm connectoren voor hoogfrequente componenten.
We kunnen de ook aanpassenRichtingskoppelingVolgens uw wensen. U kunt naar de aanpassingspagina gaan om de gewenste specificaties op te geven.
Geplaatst op: 30 augustus 2022
