Οι κατευθυντικοί ζεύκτες είναι τυπικά εξαρτήματα μικροκυμάτων/χιλιοστών κυμάτων στη μέτρηση μικροκυμάτων και σε άλλα συστήματα μικροκυμάτων.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απομόνωση, διαχωρισμό και ανάμειξη σήματος, όπως παρακολούθηση ισχύος, σταθεροποίηση ισχύος εξόδου πηγής, απομόνωση πηγής σήματος, δοκιμή σάρωσης συχνότητας μετάδοσης και ανάκλασης κ.λπ. Είναι κατευθυντικός διαιρέτης ισχύος μικροκυμάτων και είναι απαραίτητο συστατικό στα σύγχρονα ανακλασόμετρα σάρωσης συχνότητας.Συνήθως, υπάρχουν διάφοροι τύποι, όπως κυματοδηγός, ομοαξονική γραμμή, λωρίδα και μικρολωρίδα.
Το σχήμα 1 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα της δομής.Περιλαμβάνει κυρίως δύο μέρη, την κύρια γραμμή και τη βοηθητική γραμμή, η οποία συνδέεται μεταξύ τους μέσω διαφόρων μορφών μικρών οπών, σχισμών και κενών.Επομένως, μέρος της εισόδου ισχύος από το "1" στο άκρο της κύριας γραμμής θα συζευχθεί με τη δευτερεύουσα γραμμή.Λόγω της παρεμβολής ή της υπέρθεσης κυμάτων, η ισχύς θα μεταδοθεί μόνο κατά μήκος της δευτερεύουσας γραμμής - η μία κατεύθυνση (που ονομάζεται "εμπρός") και η άλλη Δεν υπάρχει σχεδόν καμία μετάδοση ισχύος με μία σειρά (που ονομάζεται "αντίστροφη")
Το Σχήμα 2 είναι ένας διακατευθυντικός ζεύκτης, μια από τις θύρες του συζεύκτη συνδέεται με ένα ενσωματωμένο αντίστοιχο φορτίο.
Εφαρμογή Κατευθυντικού Συζεύκτη
1, για σύστημα σύνθεσης ισχύος
Ένας κατευθυντικός συζεύκτης 3dB (κοινώς γνωστός ως γέφυρα 3dB) χρησιμοποιείται συνήθως σε ένα σύστημα σύνθεσης συχνότητας πολλαπλών φορέων, 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 περάσουν μέσω ενός κατευθυντικού συζεύκτη 3dB, η έξοδος κάθε καναλιού περιέχει δύο συνιστώσες συχνότητας f1 και f2 και 3dB μειώνει το πλάτος κάθε στοιχείου συχνότητας.Εάν ένας από τους ακροδέκτες εξόδου είναι συνδεδεμένος σε ένα απορροφητικό φορτίο, η άλλη έξοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ισχύος του συστήματος μέτρησης παθητικής ενδοδιαμόρφωσης.Εάν χρειάζεται 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 ζεύκτης χρησιμοποιείται στο σύστημα συνδυασμού ισχύος ένα.
Η κατευθυντική περιοχή του ρέματος ως άλλη εφαρμογή συνδυασμού ισχύος φαίνεται στο σχήμα (α) παρακάτω.Σε αυτό το κύκλωμα, η κατευθυντικότητα του κατευθυντικού συζεύκτη έχει εφαρμοστεί έξυπνα.Υποθέτοντας ότι οι βαθμοί σύζευξης των δύο ζεύξεων είναι και οι δύο 10dB και η κατευθυντικότητα και οι δύο 25dB, η απομόνωση μεταξύ των άκρων f1 και f2 είναι 45dB.Εάν οι είσοδοι του f1 και του f2 είναι και οι δύο 0dBm, η συνδυασμένη έξοδος είναι και τα δύο -10dBm.Σε σύγκριση με τον συζευκτήρα Wilkinson στο σχήμα (β) παρακάτω (η τυπική τιμή απομόνωσής του είναι 20 dB), το ίδιο σήμα εισόδου του OdBm, μετά τη σύνθεση, υπάρχει -3 dBm (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η απώλεια εισαγωγής).Σε σύγκριση με τη συνθήκη μεταξύ του δείγματος, αυξάνουμε το σήμα εισόδου στο σχήμα (α) κατά 7 dB έτσι ώστε η έξοδος του να είναι συνεπής με το σχήμα (β).Αυτή τη στιγμή, η απομόνωση μεταξύ f1 και f2 στο σχήμα (α) «μειώνεται» «Είναι 38 dB.Το τελικό αποτέλεσμα σύγκρισης είναι ότι η μέθοδος σύνθεσης ισχύος του κατευθυντικού συζεύκτη είναι 18 dB υψηλότερη από τον συζεύκτη Wilkinson.Αυτό το σχήμα είναι κατάλληλο για τη μέτρηση ενδοδιαμόρφωσης δέκα ενισχυτών.
Ένας κατευθυντικός ζεύκτης χρησιμοποιείται στο σύστημα συνδυασμού ισχύος 2
2, που χρησιμοποιείται για μέτρηση κατά των παρεμβολών δέκτη ή ψευδή μέτρηση
Στο σύστημα δοκιμής και μέτρησης ραδιοσυχνοτήτων, το κύκλωμα που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα μπορεί συχνά να φανεί.Ας υποθέσουμε ότι το DUT (συσκευή ή εξοπλισμός υπό δοκιμή) είναι ένας δέκτης.Σε αυτή την περίπτωση, ένα σήμα παρεμβολής παρακείμενου καναλιού μπορεί να εγχυθεί στον δέκτη μέσω του άκρου ζεύξης του κατευθυντικού συζεύκτη.Στη συνέχεια, ένας ενσωματωμένος ελεγκτής που συνδέεται με αυτά μέσω του κατευθυντικού συζεύκτη μπορεί να δοκιμάσει την αντίσταση του δέκτη—χιλιάδες επιδόσεις παρεμβολών.Εάν το DUT είναι ένα κινητό τηλέφωνο, ο πομπός του τηλεφώνου μπορεί να ενεργοποιηθεί από έναν ολοκληρωμένο ελεγκτή συνδεδεμένο στο άκρο ζεύξης του κατευθυντικού συζεύκτη.Στη συνέχεια, ένας αναλυτής φάσματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ψευδούς εξόδου του τηλεφώνου σκηνής.Φυσικά, ορισμένα κυκλώματα φίλτρων θα πρέπει να προστεθούν πριν από τον αναλυτή φάσματος.Εφόσον αυτό το παράδειγμα εξετάζει μόνο την εφαρμογή κατευθυντικών συζευκτών, το κύκλωμα φίλτρου παραλείπεται.
Ο κατευθυντικός συζεύκτης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση κατά των παρεμβολών του δέκτη ή του ψευδούς ύψους του κινητού τηλεφώνου.
Σε αυτό το κύκλωμα δοκιμής, η κατευθυντικότητα του κατευθυντικού συζεύκτη είναι πολύ σημαντική.Ο αναλυτής φάσματος που είναι συνδεδεμένος στο διαμπερές άκρο θέλει να λάβει μόνο το σήμα από το DUT και δεν θέλει να λάβει τον κωδικό πρόσβασης από το άκρο ζεύξης.
3, για δειγματοληψία και παρακολούθηση σήματος
Η ηλεκτρονική μέτρηση και παρακολούθηση πομπού μπορεί να είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εφαρμογές κατευθυντικών συζευκτών.Το παρακάτω σχήμα είναι μια τυπική εφαρμογή κατευθυντικών συζευκτών για μέτρηση κυψελωτού σταθμού βάσης.Ας υποθέσουμε ότι η ισχύς εξόδου του πομπού είναι 43dBm (20W), η σύζευξη του κατευθυντικού συζεύκτη.Η χωρητικότητα είναι 30dB, η απώλεια εισαγωγής (απώλεια γραμμής συν απώλεια ζεύξης) είναι 0,15 dB.Το άκρο ζεύξης έχει σήμα 13dBm (20mW) που αποστέλλεται στον ελεγκτή του σταθμού βάσης, η άμεση έξοδος του κατευθυντικού συζεύκτη είναι 42,85dBm (19,3W) και η διαρροή είναι Η ισχύς στην απομονωμένη πλευρά απορροφάται από ένα φορτίο.
Ο κατευθυντικός συζεύκτης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σταθμού βάσης.
Σχεδόν όλοι οι πομποί χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για online δειγματοληψία και παρακολούθηση, 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 το τεστ πομπού και διαφορετικοί δοκιμαστές έχουν διαφορετικές ανησυχίες.Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τους σταθμούς βάσης WCDMA, οι χειριστές πρέπει να δώσουν προσοχή στους δείκτες στη ζώνη συχνοτήτων εργασίας τους (2110~2170 MHz), όπως η ποιότητα σήματος, η ισχύς εντός του καναλιού, η ισχύς παρακείμενου καναλιού κ.λπ. το άκρο εξόδου του σταθμού βάσης Ένας κατευθυντικός συζεύκτης στενής ζώνης (όπως 2110~2170 MHz) για την παρακολούθηση των συνθηκών λειτουργίας του πομπού εντός της ζώνης και την αποστολή του στο κέντρο ελέγχου ανά πάσα στιγμή.
Εάν είναι ο ρυθμιστής του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων - ο ραδιοσταθμός παρακολούθησης για να δοκιμάσει τις ενδείξεις μαλακών σταθμών βάσης, η εστίασή του είναι εντελώς διαφορετική.Σύμφωνα με τις απαιτήσεις προδιαγραφών διαχείρισης ραδιοφώνου, το εύρος συχνοτήτων δοκιμής επεκτείνεται στα 9kHz~12,75GHz και ο δοκιμασμένος σταθμός βάσης είναι τόσο ευρύς.Πόση ψευδής ακτινοβολία θα δημιουργηθεί στη ζώνη συχνοτήτων και θα παρεμποδίσει την κανονική λειτουργία άλλων σταθμών βάσης;Μέλημα ραδιοφωνικών σταθμών παρακολούθησης.Αυτή τη στιγμή, απαιτείται ένας κατευθυντικός συζεύκτης με το ίδιο εύρος ζώνης για τη δειγματοληψία σήματος, αλλά ένας κατευθυντικός συζεύκτης που μπορεί να καλύψει 9kHz~12,75GHz δεν φαίνεται να υπάρχει.Γνωρίζουμε ότι το μήκος του βραχίονα ζεύξης ενός κατευθυντικού ζεύκτη σχετίζεται με την κεντρική του συχνότητα.Το εύρος ζώνης ενός κατευθυντικού συζεύκτη εξαιρετικά ευρείας ζώνης μπορεί να επιτύχει ζώνες 5-6 οκτάβων, όπως 0,5-18 GHz, αλλά η ζώνη συχνοτήτων κάτω από 500 MHz δεν μπορεί να καλυφθεί.
4, διαδικτυακή μέτρηση ισχύος
Στην τεχνολογία μέτρησης ισχύος διαμπερούς τύπου, ο κατευθυντικός συζεύκτης είναι μια πολύ κρίσιμη συσκευή.Το παρακάτω σχήμα δείχνει το σχηματικό διάγραμμα ενός τυπικού συστήματος μέτρησης υψηλής ισχύος διέλευσης.Η μπροστινή ισχύς από τον ενισχυτή υπό δοκιμή λαμβάνεται δειγματοληπτικά από το άκρο μπροστινής ζεύξης (ακροδέκτης 3) του κατευθυντικού συζεύκτη και αποστέλλεται στον μετρητή ισχύος.Η ανακλώμενη ισχύς δειγματοληπτείται από τον ακροδέκτη αντίστροφης ζεύξης (ακροδέκτης 4) και αποστέλλεται στον μετρητή ισχύος.
Ένας κατευθυντικός συζεύκτης χρησιμοποιείται για μέτρηση υψηλής ισχύος.
Σημείωση: Εκτός από τη λήψη της ανακλώμενης ισχύος από το φορτίο, ο ακροδέκτης αντίστροφης ζεύξης (ακροδέκτης 4) λαμβάνει επίσης ισχύ διαρροής από την προς τα εμπρός κατεύθυνση (ακροδέκτης 1), η οποία προκαλείται από την κατευθυντικότητα του κατευθυντικού συζεύκτη.Η ανακλώμενη ενέργεια είναι αυτό που ελπίζει να μετρήσει ο ελεγκτής και η ισχύς διαρροής είναι η κύρια πηγή σφαλμάτων στη μέτρηση της ανακλώμενης ισχύος.Η ανακλώμενη ισχύς και η ισχύς διαρροής υπερτίθενται στο άκρο της αντίστροφης ζεύξης (4 άκρα) και στη συνέχεια αποστέλλονται στον μετρητή ισχύος.Δεδομένου ότι οι διαδρομές μετάδοσης των δύο σημάτων είναι διαφορετικές, είναι μια διανυσματική υπέρθεση.Εάν η είσοδος ισχύος διαρροής στον μετρητή ισχύος μπορεί να συγκριθεί με την ανακλώμενη ισχύ, θα προκαλέσει σημαντικό σφάλμα μέτρησης.
Φυσικά, η ανακλώμενη ισχύς από το φορτίο (άκρο 2) θα διαρρεύσει επίσης στο μπροστινό άκρο ζεύξης (άκρο 1, δεν φαίνεται στο παραπάνω σχήμα).Ωστόσο, το μέγεθός του είναι ελάχιστο σε σύγκριση με την μπροστινή ισχύ, η οποία μετρά τη δύναμη προς τα εμπρός.Το σφάλμα που προκύπτει μπορεί να αγνοηθεί.
Η Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. που βρίσκεται στην "Silicon Valley" της Κίνας - Beijing Zhongguancun, είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας αφιερωμένη στην εξυπηρέτηση εγχώριων και ξένων ερευνητικών ιδρυμάτων, ερευνητικών ινστιτούτων, πανεπιστημίων και προσωπικού επιστημονικής έρευνας επιχειρήσεων.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, ιατρική και άλλες βιομηχανίες.
Ανυπομονούμε για συνεργασία μαζί σας!
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-20-2023