Retningskoblere er standard mikrobølge-/millimeterbølgekomponenter i mikrobølgemåling og andre mikrobølgesystemer. De kan bruges til signalisolering, separation og blanding, såsom effektovervågning, stabilisering af kildeudgangseffekt, isolering af signalkilde, transmissions- og reflektionsfrekvens-fejetest osv. Det er en retningsbestemt mikrobølgeeffektdeler og en uundværlig komponent i moderne reflektometre med fejet frekvens. Der findes normalt flere typer, såsom bølgeleder, koaksial linje, striplinje og mikrostrip.
Figur 1 er et skematisk diagram af strukturen. Den består hovedsageligt af to dele, hovedlinjen og hjælpelinjen, som er koblet til hinanden gennem forskellige former for små huller, slidser og mellemrum. Derfor vil en del af strømtilførslen fra "1"-polen på hovedlinjens ende blive koblet til sekundærlinjen. På grund af interferens eller superposition af bølger vil strømmen kun blive transmitteret langs sekundærlinjen - i én retning (kaldet "fremad"), og i den anden retning (kaldet "baglæns"). Der er næsten ingen strømtransmission i én retning (kaldet "baglæns").
Figur 2 er en tværgående kobler, hvor en af portene i kobleren er forbundet til en indbygget matchende belastning.
Anvendelse af retningskobler
1, til kraftsyntesesystem
En 3dB retningskobler (almindeligvis kendt som en 3dB-bro) bruges normalt i et multibærerfrekvenssyntesesystem, som vist på figuren nedenfor. Denne type kredsløb er almindeligt i indendørs distribuerede systemer. Efter at signalerne f1 og f2 fra to effektforstærkere passerer gennem en 3dB retningskobler, indeholder udgangen fra hver kanal to frekvenskomponenter f1 og f2, og 3dB reducerer amplituden af hver frekvenskomponent. Hvis en af udgangsterminalerne er forbundet til en absorberende belastning, kan den anden udgang bruges som strømkilde til det passive intermodulationsmålesystem. Hvis du har brug for at forbedre isoleringen yderligere, kan du tilføje nogle komponenter såsom filtre og isolatorer. Isolationen af en veldesignet 3dB-bro kan være mere end 33dB.
Retningskobleren bruges i effektkombinationssystem et.
Det retningsbestemte afløbsområde som en anden anvendelse af effektkombinering er vist i figur (a) nedenfor. I dette kredsløb er retningsbestemtheden af den retningsbestemte kobler blevet smart anvendt. Hvis vi antager, at koblingsgraderne for de to koblere begge er 10 dB, og retningsbestemtheden begge er 25 dB, er isolationen mellem f1- og f2-enderne 45 dB. Hvis inputtene på f1 og f2 begge er 0 dBm, er det kombinerede output begge -10 dBm. Sammenlignet med Wilkinson-kobleren i figur (b) nedenfor (dens typiske isolationsværdi er 20 dB), er det samme inputsignal på OdBm, efter syntese, -3 dBm (uden at tage højde for indsættelsestab). Sammenlignet med inter-sample-betingelsen øger vi inputsignalet i figur (a) med 7 dB, så dets output er i overensstemmelse med figur (b). På dette tidspunkt "falder" isolationen mellem f1 og f2 i figur (a) til 38 dB. Det endelige sammenligningsresultat er, at retningskoblerens effektsyntesemetode er 18 dB højere end Wilkinson-skoblerens. Denne ordning er egnet til intermodulationsmåling af ti forstærkere.
En retningskobler bruges i effektkombineringssystem 2
2, bruges til modtager-anti-interferensmåling eller falsk måling
I RF-test- og målesystemer kan kredsløbet vist i figuren nedenfor ofte ses. Antag, at DUT'en (enhed eller udstyr under test) er en modtager. I så fald kan et interferenssignal fra en tilstødende kanal injiceres i modtageren gennem koblingsenden af retningskobleren. Derefter kan en integreret tester, der er forbundet til dem via retningskobleren, teste modtagerens modstand - tusind interferensydelse. Hvis DUT'en er en mobiltelefon, kan telefonens sender tændes af en omfattende tester, der er tilsluttet koblingsenden af retningskobleren. Derefter kan en spektrumanalysator bruges til at måle den falske udgang fra scenetelefonen. Selvfølgelig bør nogle filterkredsløb tilføjes før spektrumanalysatoren. Da dette eksempel kun diskuterer anvendelsen af retningskoblere, er filterkredsløbet udeladt.
Retningskobleren bruges til anti-interferensmåling af modtageren eller falsk højde på en mobiltelefon.
I dette testkredsløb er retningskoblerens retningsvirkning meget vigtig. Spektrumanalysatoren, der er tilsluttet gennemgangsenden, ønsker kun at modtage signalet fra DUT'en og ønsker ikke at modtage adgangskoden fra koblingsenden.
3, til signalprøvetagning og overvågning
Onlinemåling og -overvågning af sendere er muligvis en af de mest anvendte anvendelser af retningskoblere. Følgende figur viser en typisk anvendelse af retningskoblere til måling af mobilbasestationer. Antag, at senderens udgangseffekt er 43 dBm (20 W), retningskoblerens koblingsevne er 30 dB, og indsættelsestabet (linjetab plus koblingstab) er 0,15 dB. Koblingsenden har et signal på 13 dBm (20 mW) sendt til basestationstesteren, retningskoblerens direkte udgang er 42,85 dBm (19,3 W), og lækagen er ... Effekten på den isolerede side absorberes af en belastning.
Retningskobleren bruges til måling på basestationen.
Næsten alle sendere bruger denne metode til online sampling og overvågning, og måske kun denne metode kan garantere senderens ydeevnetest under normale driftsforhold. Men det skal bemærkes, at det samme gælder sendertesten, og forskellige testere har forskellige bekymringer. Med WCDMA-basestationer som eksempel skal operatører være opmærksomme på indikatorerne i deres arbejdsfrekvensbånd (2110~2170 MHz), såsom signalkvalitet, effekt i kanalen, effekt i tilstødende kanaler osv. Under denne forudsætning vil producenterne installere en smalbåndsretningskobler (såsom 2110~2170 MHz) i basestationens udgangsende for at overvåge senderens arbejdsforhold i båndet og sende den til kontrolcentret når som helst.
Hvis det er regulatoren af radiofrekvensspektret - radioovervågningsstationen - der skal teste de bløde basestationsindikatorer, er dens fokus helt anderledes. I henhold til kravene til radiostyringsspecifikationen er testfrekvensområdet udvidet til 9kHz~12,75GHz, og den testede basestation er så bred. Hvor meget falsk stråling vil blive genereret i frekvensbåndet og forstyrre den normale drift af andre basestationer? En bekymring for radioovervågningsstationer. På nuværende tidspunkt kræves en retningsbestemt kobler med samme båndbredde til signalprøvetagning, men en retningsbestemt kobler, der kan dække 9kHz~12,75GHz, ser ikke ud til at eksistere. Vi ved, at længden af koblingsarmen på en retningsbestemt kobler er relateret til dens centerfrekvens. Båndbredden for en ultrabredbåndsretningsbestemt kobler kan opnå 5-6 oktavbånd, såsom 0,5-18GHz, men frekvensbåndet under 500MHz kan ikke dækkes.
4, online effektmåling
I den gennemgående effektmålingsteknologi er retningskobleren en meget kritisk enhed. Følgende figur viser et skematisk diagram over et typisk gennemløbssystem til høj effektmåling. Den fremadrettede effekt fra den testede forstærker samples af den fremadrettede koblingsende (terminal 3) på retningskobleren og sendes til effektmåleren. Den reflekterede effekt samples af den omvendte koblingsterminal (terminal 4) og sendes til effektmåleren.
En retningskobler bruges til måling af høj effekt.
Bemærk: Udover at modtage den reflekterede effekt fra belastningen modtager den omvendte koblingsterminal (terminal 4) også lækageeffekt fra fremadgående retning (terminal 1), hvilket skyldes retningskoblerens retningsvirkning. Den reflekterede energi er det, testeren håber at måle, og lækageeffekten er den primære kilde til fejl i den reflekterede effektmåling. Den reflekterede effekt og lækageeffekten lægges oven på den omvendte koblingsende (4 ender) og sendes derefter til effektmåleren. Da transmissionsvejene for de to signaler er forskellige, er det en vektorsuperposition. Hvis lækageeffektindgangen til effektmåleren kan sammenlignes med den reflekterede effekt, vil det give en betydelig målefejl.
Den reflekterede effekt fra belastningen (ende 2) vil naturligvis også lække til den forreste koblingsende (ende 1, ikke vist i figuren ovenfor). Dens størrelse er dog minimal sammenlignet med den fremadrettede effekt, som måler den fremadrettede styrke. Den resulterende fejl kan ignoreres.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., der er beliggende i Kinas "Silicon Valley" – Beijing Zhongguancun, er en højteknologisk virksomhed dedikeret til at betjene indenlandske og udenlandske forskningsinstitutioner, universiteter og videnskabeligt forskningspersonale i virksomheder. Vores virksomhed beskæftiger sig primært med uafhængig forskning og udvikling, design, fremstilling og salg af optoelektroniske produkter og leverer innovative løsninger og professionelle, personlige tjenester til videnskabelige forskere og industrielle ingeniører. Efter mange års uafhængig innovation har virksomheden dannet en rig og perfekt serie af fotoelektriske produkter, der er meget udbredt inden for kommunal, militær, transport, el, finans, uddannelse, medicin og andre industrier.
Vi ser frem til samarbejdet med dig!
Udsendelsestidspunkt: 20. april 2023