Οι κατευθυντικοί ζεύκτες είναι τυποποιημένα συστατικά κύματος μικροκυμάτων/χιλιοστών σε μέτρηση μικροκυμάτων και άλλα συστήματα μικροκυμάτων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απομόνωση, διαχωρισμό και ανάμιξη σήματος, όπως παρακολούθηση ισχύος, σταθεροποίηση ισχύος εξόδου πηγής, απομόνωση προέλευσης σήματος, δοκιμή σαρωτικής συχνότητας μετάδοσης και αντανάκλασης κλπ. Συνήθως, υπάρχουν διάφοροι τύποι, όπως κυματοδηγός, ομοαξονική γραμμή, λωρίδα και microstrip.
Το σχήμα 1 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα της δομής. Περιλαμβάνει κυρίως δύο μέρη, την κύρια γραμμή και τη βοηθητική γραμμή, η οποία συνδυάζεται μεταξύ τους μέσω διαφόρων μορφών μικρών οπών, σχισμών και κενών. Επομένως, μέρος της εισόδου ισχύος από το "1" στο κεντρικό άκρο θα συνδυαστεί με τη δευτερεύουσα γραμμή. Λόγω της παρεμβολής ή της υπέρθεσης των κυμάτων, η ισχύς θα μεταδοθεί μόνο κατά μήκος της δευτερεύουσας κατεύθυνσης γραμμής (που ονομάζεται "προς τα εμπρός") και η άλλη δεν υπάρχει σχεδόν καμία μετάδοση ισχύος με μία σειρά (που ονομάζεται "αντίστροφη")
Το σχήμα 2 είναι ένας διασταυρωμένος ζεύκτης, ένας από τους θύρες του ζεύκτη συνδέεται με ένα ενσωματωμένο φορτίο αντιστοίχισης.
Εφαρμογή κατευθυντικού ζεύκτη
1, για το σύστημα σύνθεσης ισχύος
Ένας ζεύκτης κατεύθυνσης 3DB (κοινώς γνωστός ως γέφυρα 3DB) χρησιμοποιείται συνήθως σε ένα σύστημα σύνθεσης συχνότητας πολλαπλών μεταφορέων, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Αυτό το είδος κυκλώματος είναι κοινό σε εσωτερικά κατανεμημένα συστήματα. Αφού τα σήματα F1 και F2 από δύο ενισχυτές ισχύος περνούν μέσω ενός ζεύκτη κατεύθυνσης 3DB, η έξοδος κάθε καναλιού περιέχει δύο συστατικά συχνότητας F1 και F2 και το 3DB μειώνει το εύρος κάθε συστατικού συχνότητας. Εάν ένας από τους ακροδέκτες εξόδου συνδέεται με ένα απορροφητικό φορτίο, η άλλη έξοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή τροφοδοσίας του παθητικού συστήματος μέτρησης διατροπών. Εάν πρέπει να βελτιώσετε περαιτέρω την απομόνωση, μπορείτε να προσθέσετε ορισμένα εξαρτήματα όπως φίλτρα και απομονωτές. Η απομόνωση μιας καλά σχεδιασμένης γέφυρας 3DB μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 33dB.
Ο κατευθυντικός συζεύκτης χρησιμοποιείται στο σύστημα συνδυασμού ισχύος ένα.
Η περιοχή κατεύθυνσης Gully ως άλλη εφαρμογή συνδυασμού ισχύος παρουσιάζεται στο σχήμα (α) παρακάτω. Σε αυτό το κύκλωμα, η κατευθυντικότητα του κατευθυντικού ζεύκτη έχει εφαρμοστεί έξυπνα. Υποθέτοντας ότι οι βαθμοί σύζευξης των δύο συζευγμένων είναι τόσο 10dB όσο και η κατευθυντικότητα είναι και τα δύο 25dB, η απομόνωση μεταξύ των άκρων F1 και F2 είναι 45dB. Εάν οι εισόδους των F1 και F2 είναι και οι δύο 0dBM, η συνδυασμένη έξοδος είναι και οι δύο -10dBm. Σε σύγκριση με τον σύνδεσμο Wilkinson στο σχήμα (b) παρακάτω (η τυπική τιμή απομόνωσης είναι 20dB), το ίδιο σήμα εισόδου του ODBM, μετά τη σύνθεση, υπάρχει -3dBM (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η απώλεια εισαγωγής). Σε σύγκριση με την κατάσταση μεταξύ του δείγματος, αυξάνουμε το σήμα εισόδου στο σχήμα (α) κατά 7dB έτσι ώστε η έξοδος του να είναι σύμφωνη με το σχήμα (b). Αυτή τη στιγμή, η απομόνωση μεταξύ F1 και F2 στο σχήμα (α) "μειώνεται" "είναι 38 dB. Το τελικό αποτέλεσμα της σύγκρισης είναι ότι η μέθοδος σύνθεσης ισχύος του ζεύκτη είναι 18dB υψηλότερη από τον ζεύκτη Wilkinson. Αυτό το σχήμα είναι κατάλληλο για τη μέτρηση των διατροπών δέκα ενισχυτών.
Ένας ζεύκτης κατεύθυνσης χρησιμοποιείται στο σύστημα συνδυασμού ισχύος 2
2, που χρησιμοποιείται για μέτρηση αντι-παρεμβολής του δέκτη ή ψευδής μέτρηση
Στο σύστημα δοκιμής και μέτρησης RF, το κύκλωμα που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα μπορεί συχνά να παρατηρηθεί. Ας υποθέσουμε ότι το DUT (συσκευή ή εξοπλισμός υπό δοκιμή) είναι δέκτης. Σε αυτή την περίπτωση, ένα γειτονικό σήμα παρεμβολής καναλιού μπορεί να εγχυθεί στον δέκτη μέσω του άκρου σύζευξης του κατευθυντικού ζεύκτη. Στη συνέχεια, ένας ενσωματωμένος δοκιμαστής που συνδέεται με αυτούς μέσω του κατευθυντήριου ζεύκτη μπορεί να δοκιμάσει την αντοχή του δέκτη - χιλιάδες επιδόσεις παρεμβολής. Εάν το DUT είναι ένα κινητό τηλέφωνο, ο πομπός του τηλεφώνου μπορεί να ενεργοποιηθεί από έναν ολοκληρωμένο ελεγκτή που συνδέεται με το άκρο σύζευξης του κατευθυντικού ζεύκτη. Στη συνέχεια, ένας αναλυτής φάσματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ψευδούς παραγωγής του τηλεφώνου σκηνής. Φυσικά, πρέπει να προστεθούν ορισμένα κυκλώματα φίλτρων πριν από τον αναλυτή φάσματος. Δεδομένου ότι αυτό το παράδειγμα εξετάζει μόνο την εφαρμογή των κατευθυντικών συζευγμένων, το κύκλωμα φίλτρου παραλείπεται.
Ο ζεύκτης κατεύθυνσης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση κατά της παρεμβολής του δέκτη ή το ψευδές ύψος του κινητού τηλεφώνου.
Σε αυτό το κύκλωμα δοκιμής, η κατευθυντικότητα του κατευθυντικού συσχετιστή είναι πολύ σημαντική. Ο αναλυτής φάσματος που συνδέεται με το άκρο του διαμέσου θέλει μόνο να λάβει το σήμα από το DUT και δεν θέλει να λάβει τον κωδικό πρόσβασης από το άκρο σύζευξης.
3, για δειγματοληψία και παρακολούθηση σήματος
Η μέτρηση και η παρακολούθηση του πομπού σε απευθείας σύνδεση μπορεί να είναι μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εφαρμογές των κατευθυντικών συζευγμένων. Το ακόλουθο σχήμα είναι μια τυπική εφαρμογή των κατευθυντικών ζεύκλων για τη μέτρηση του σταθμού κυψελών. Ας υποθέσουμε ότι η ισχύς εξόδου του πομπού είναι 43dBM (20W), η σύζευξη του κατευθυντικού ζεύκτη. Η χωρητικότητα είναι 30dB, η απώλεια εισαγωγής (απώλεια γραμμής συν απώλεια σύζευξης) είναι 0,15dB. Το άκρο σύζευξης έχει σήμα 13DBM (20MW) που αποστέλλεται στον δοκιμαστή του σταθμού βάσης, η απευθείας έξοδος του κατευθυνόμενου ζεύκτη είναι 42,85dBM (19,3W) και η διαρροή είναι η ισχύς στην απομονωμένη πλευρά απορροφάται από φορτίο.
Ο ζεύκτης κατεύθυνσης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σταθμού βάσης.
Σχεδόν όλοι οι πομποί χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για τη δειγματοληψία και την παρακολούθηση σε απευθείας σύνδεση και ίσως μόνο αυτή η μέθοδος μπορεί να εγγυηθεί τη δοκιμή απόδοσης του πομπού υπό κανονικές συνθήκες εργασίας. Αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι το ίδιο είναι η δοκιμή πομπού και διαφορετικοί δοκιμαστές έχουν διαφορετικές ανησυχίες. Λαμβάνοντας τους σταθμούς βάσης WCDMA ως παράδειγμα, οι φορείς εκμετάλλευσης πρέπει να δώσουν προσοχή στους δείκτες στη ζώνη συχνοτήτων εργασίας τους (2110 ~ 2170MHz), όπως η ποιότητα του σήματος, η ισχύς του καναλιού, η παρακείμενη ισχύς καναλιών κλπ. Ώρα.
Εάν είναι ο ρυθμιστής του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων-ο σταθμός παρακολούθησης ραδιοφώνου για να δοκιμάσει τους δείκτες μαλακής βάσης, η εστίασή του είναι εντελώς διαφορετική. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις προδιαγραφών διαχείρισης ραδιοφώνου, το εύρος συχνοτήτων δοκιμών επεκτείνεται σε 9kHz ~ 12.75GHz και ο δοκιμασμένος σταθμός βάσης είναι τόσο ευρύ. Πόση ψευδής ακτινοβολία θα δημιουργηθεί στη ζώνη συχνοτήτων και θα παρεμβαίνει στην τακτική λειτουργία άλλων σταθμών βάσης; Μια ανησυχία των σταθμών παρακολούθησης ραδιοφώνου. Αυτή τη στιγμή, απαιτείται ένας κατευθυντικός ζεύκτης με το ίδιο εύρος ζώνης για τη δειγματοληψία σήματος, αλλά δεν φαίνεται να υπάρχει ένας κατευθυντικός ζεύκτης που μπορεί να καλύψει 9kHz ~ 12.75GHz. Γνωρίζουμε ότι το μήκος του βραχίονα σύζευξης ενός κατευθυντικού ζεύκτη σχετίζεται με την κεντρική του συχνότητα. Το εύρος ζώνης ενός ζεύκτη κατεύθυνσης εξαιρετικά ευρείας ζώνης μπορεί να επιτύχει ζώνες 5-6 οκτάβων, όπως 0,5-18GHz, αλλά η ζώνη συχνοτήτων κάτω από 500MHz δεν μπορεί να καλυφθεί.
4, online μέτρηση ισχύος
Στην τεχνολογία μέτρησης ισχύος τύπου, ο κατευθυντικός σύζευξης είναι μια πολύ κρίσιμη συσκευή. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το σχηματικό διάγραμμα ενός τυπικού συστήματος μέτρησης υψηλής ισχύος. Η τροφοδοσία προς τα εμπρός από τον ενισχυτή υπό δοκιμή λαμβάνεται δειγματοληψία από το άκρο σύζευξης προς τα εμπρός (ακροδέκτης 3) του κατευθυντήριου ζεύκτη και αποστέλλεται στον μετρητή ισχύος. Η αντανακλασμένη ισχύς δειγματοληψία από τον ακροδέκτη αντίστροφης σύζευξης (ακροδέκτης 4) και αποστέλλεται στον μετρητή ισχύος.
Χρησιμοποιείται ένας κατευθυντικός ζεύκτης για μέτρηση υψηλής ισχύος.
Σημείωση: Εκτός από τη λήψη της αντανακλαστικής ισχύος από το φορτίο, ο ακροδέκτης αντίστροφης σύζευξης (Terminal 4) λαμβάνει επίσης ισχύ διαρροής από την κατεύθυνση προς τα εμπρός (ακροδέκτης 1), η οποία προκαλείται από την κατευθυντικότητα του κατευθυνόμενου ζεύκτη. Η ανακλώμενη ενέργεια είναι αυτό που ο ελεγκτής ελπίζει να μετρήσει και η ισχύς διαρροής είναι η κύρια πηγή σφαλμάτων στη μέτρηση της αντανακλαστικής ισχύος. Η αντανακλασμένη ισχύς και η ισχύς διαρροής επικαλύπτονται στο άκρο της αντίστροφης σύζευξης (4 άκρα) και στη συνέχεια αποστέλλονται στον μετρητή ισχύος. Δεδομένου ότι οι διαδρομές μετάδοσης των δύο σημάτων είναι διαφορετικές, είναι μια υπέρθεση φορέα. Εάν η είσοδος ισχύος διαρροής στον μετρητή ισχύος μπορεί να συγκριθεί με την αντανακλασμένη ισχύ, θα προκαλέσει ένα σημαντικό σφάλμα μέτρησης.
Φυσικά, η αντανακλασμένη ισχύς από το φορτίο (τέλος 2) θα διαρρεύσει επίσης στο άκρο σύζευξης προς τα εμπρός (τέλος 1, που δεν φαίνεται στο παραπάνω σχήμα). Ακόμα, το μέγεθος του είναι ελάχιστο σε σύγκριση με την εμπρόσθια ισχύ, η οποία μετρά τη δύναμη προς τα εμπρός. Το σφάλμα που προκύπτει μπορεί να αγνοηθεί.
Το Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. που βρίσκεται στο "Silicon Valley" της Κίνας-το Beijing Zhongguancun, είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας αφιερωμένη στην εξυπηρέτηση εγχώριων και ξένων ερευνητικών ιδρυμάτων, ερευνητικών ιδρυμάτων, πανεπιστημίων και επιχειρησιακών ερευνητικών προσωπικού. Η εταιρεία μας ασχολείται κυρίως με την ανεξάρτητη έρευνα και ανάπτυξη, το σχεδιασμό, την κατασκευή, τις πωλήσεις οπτοηλεκτρονικών προϊόντων και παρέχει καινοτόμες λύσεις και επαγγελματικές, εξατομικευμένες υπηρεσίες για επιστημονικούς ερευνητές και βιομηχανικούς μηχανικούς. Μετά από χρόνια ανεξάρτητης καινοτομίας, έχει σχηματίσει μια πλούσια και τέλεια σειρά φωτοηλεκτρικών προϊόντων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε δημοτικές, στρατιωτικές, μεταφορές, ηλεκτρική ενέργεια, χρηματοδότηση, εκπαίδευση, ιατρικές και άλλες βιομηχανίες.
Ανυπομονούμε να συνεργαστούμε μαζί σας!
Χρόνος δημοσίευσης: Απριλίου-20-2023