Yönlü kuplörler, mikrodalga ölçümünde ve diğer mikrodalga sistemlerinde standart mikrodalga/milimetre dalga bileşenleridir. Güç izleme, kaynak çıkış gücü stabilizasyonu, sinyal kaynağı izolasyonu, iletim ve yansıma frekansı tarama testi vb. gibi sinyal izolasyonu, ayırma ve karıştırma işlemleri için kullanılabilirler. Yönlü bir mikrodalga güç bölücüsüdür ve modern tarama frekanslı reflektometrelerin vazgeçilmez bir bileşenidir. Genellikle dalga kılavuzu, koaksiyel hat, şerit hat ve mikroşerit gibi çeşitli türleri bulunur.
Şekil 1, yapının şematik bir diyagramıdır. Temel olarak iki bölümden oluşur: ana hat ve yardımcı hat. Bu hatlar, çeşitli küçük delikler, yarıklar ve boşluklar aracılığıyla birbirine bağlıdır. Bu nedenle, ana hat ucundaki "1"den gelen güç girişinin bir kısmı ikincil hatta aktarılacaktır. Dalgaların girişimi veya üst üste gelmesi nedeniyle, güç yalnızca ikincil hat boyunca iletilecektir - bir yönde ("ileri" olarak adlandırılır) ve diğer yönde. Bir yönde ("geri" olarak adlandırılır) neredeyse hiç güç iletimi yoktur.
Şekil 2'de çapraz yönlü bir kuplör gösterilmektedir, kuplördeki portlardan biri yerleşik eşleşen yüke bağlanmıştır.
Yönlü Bağlantı Elemanının Uygulanması
1, güç sentez sistemi için
3 dB yönlü bir kuplör (genellikle 3 dB köprü olarak bilinir), aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, genellikle çok taşıyıcılı bir frekans sentez sisteminde kullanılır. Bu tür devreler, iç mekan dağıtılmış sistemlerinde yaygındır. İki güç amplifikatöründen gelen f1 ve f2 sinyalleri 3 dB yönlü bir kuplörden geçtikten sonra, her kanalın çıkışı iki frekans bileşeni f1 ve f2 içerir ve 3 dB, her bir frekans bileşeninin genliğini azaltır. Çıkış terminallerinden biri emici bir yüke bağlanırsa, diğer çıkış pasif intermodülasyon ölçüm sisteminin güç kaynağı olarak kullanılabilir. İzolasyonu daha da iyileştirmeniz gerekirse, filtre ve izolatör gibi bazı bileşenler ekleyebilirsiniz. İyi tasarlanmış bir 3 dB köprünün izolasyonu 33 dB'den fazla olabilir.
Yönlü kuplör güç birleştirme sistemi birde kullanılır.
Güç birleştirmenin bir başka uygulaması olan yönlü oluk alanı aşağıdaki Şekil (a)'da gösterilmiştir. Bu devrede, yönlü kuplörün yönlülüğü akıllıca uygulanmıştır. İki kuplörün kuplaj derecelerinin her ikisinin de 10 dB ve yönlülüğünün her ikisinin de 25 dB olduğunu varsayarsak, f1 ve f2 uçları arasındaki izolasyon 45 dB'dir. f1 ve f2 girişlerinin her ikisi de 0 dBm ise, birleşik çıkış her ikisi de -10 dBm'dir. Aşağıdaki Şekil (b)'deki Wilkinson kuplörüyle karşılaştırıldığında (tipik izolasyon değeri 20 dB'dir), aynı OdBm giriş sinyali, sentezden sonra -3 dBm'dir (ekleme kaybı dikkate alınmadan). Örnekler arası koşulla karşılaştırıldığında, Şekil (a)'daki giriş sinyalini 7 dB artırarak çıkışının Şekil (b) ile tutarlı olmasını sağlıyoruz. Bu noktada, Şekil (a)'daki f1 ve f2 arasındaki izolasyon "azalır". "38 dB". Son karşılaştırma sonucu, yönlü kuplörün güç sentez yönteminin Wilkinson kuplöründen 18 dB daha yüksek olduğudur. Bu şema, on amplifikatörün intermodülasyon ölçümü için uygundur.
Güç birleştirme sisteminde yönlü bir kuplör kullanılır 2
2, alıcı anti-parazit ölçümü veya sahte ölçüm için kullanılır
RF test ve ölçüm sisteminde, aşağıdaki şekilde gösterilen devre sıklıkla görülebilir. Diyelim ki DUT (test edilen cihaz veya ekipman) bir alıcı. Bu durumda, yönlü kuplörün kuplaj ucu aracılığıyla alıcıya bitişik bir kanal girişim sinyali enjekte edilebilir. Ardından, yönlü kuplör aracılığıyla bunlara bağlanan entegre bir test cihazı, alıcı direncini -binlerce girişim performansını- test edebilir. DUT bir cep telefonuysa, telefonun vericisi, yönlü kuplörün kuplaj ucuna bağlanan kapsamlı bir test cihazı ile açılabilir. Ardından, sahne telefonunun parazit çıkışını ölçmek için bir spektrum analizörü kullanılabilir. Elbette, spektrum analizöründen önce bazı filtre devreleri eklenmelidir. Bu örnek yalnızca yönlü kuplörlerin uygulamasını ele aldığından, filtre devresi atlanmıştır.
Yönlü kuplör, cep telefonunun alıcısının veya sahte yüksekliğinin anti-parazit ölçümü için kullanılır.
Bu test devresinde, yönlü kuplörün yönlülüğü çok önemlidir. Geçiş ucuna bağlanan spektrum analizörü yalnızca DUT'tan sinyal almak ister ve kuplaj ucundan şifre almak istemez.
3, sinyal örneklemesi ve izleme için
Verici çevrimiçi ölçümü ve izlemesi, yönlü kuplörlerin en yaygın kullanılan uygulamalarından biri olabilir. Aşağıdaki şekil, hücresel baz istasyonu ölçümü için yönlü kuplörlerin tipik bir uygulamasını göstermektedir. Vericinin çıkış gücünün 43 dBm (20 W) olduğunu, yönlü kuplörün kuplajının kapasitesinin 30 dB, ekleme kaybının (hat kaybı artı kuplaj kaybı) 0,15 dB olduğunu varsayalım. Kuplaj ucundan baz istasyonu test cihazına 13 dBm (20 mW) sinyal gönderiliyor, yönlü kuplörün doğrudan çıkışı 42,85 dBm (19,3 W) ve kaçak akım ise 42,85 dBm (19,3 W)'dir. İzole taraftaki güç bir yük tarafından emiliyor.
Yönlü kuplör baz istasyonu ölçümü için kullanılır.
Neredeyse tüm vericiler çevrimiçi örnekleme ve izleme için bu yöntemi kullanır ve belki de yalnızca bu yöntem, vericinin normal çalışma koşullarındaki performans testini garanti edebilir. Ancak verici testinin de aynı olduğu ve farklı test uzmanlarının farklı endişeleri olduğu unutulmamalıdır. WCDMA baz istasyonlarını örnek olarak ele alırsak, operatörlerin çalışma frekans bantlarındaki (2110~2170MHz) sinyal kalitesi, kanal içi güç, bitişik kanal gücü vb. göstergelere dikkat etmeleri gerekir. Bu varsayım altında, üreticiler baz istasyonunun çıkış ucuna, vericinin bant içi çalışma koşullarını izlemek ve herhangi bir zamanda kontrol merkezine göndermek için dar bantlı (örneğin 2110~2170MHz) bir yönlü kuplör yerleştirecektir.
Radyo frekans spektrumunun düzenleyicisi ise - yumuşak baz istasyonu göstergelerini test eden radyo izleme istasyonu, odak noktası tamamen farklıdır. Radyo yönetimi spesifikasyon gereksinimlerine göre, test frekans aralığı 9kHz ~ 12,75GHz'e kadar genişletilmiştir ve test edilen baz istasyonu çok geniştir. Frekans bandında ne kadar sahte radyasyon üretilecek ve diğer baz istasyonlarının düzenli çalışmasını engelleyecektir? Radyo izleme istasyonlarının bir endişesi. Şu anda, sinyal örneklemesi için aynı bant genişliğine sahip bir yönlü kuplör gereklidir, ancak 9kHz ~ 12,75GHz'i kapsayabilen bir yönlü kuplör mevcut görünmemektedir. Bir yönlü kuplörün kuplaj kolunun uzunluğunun merkez frekansıyla ilgili olduğunu biliyoruz. Ultra geniş bantlı bir yönlü kuplörün bant genişliği, 0,5-18GHz gibi 5-6 oktav bantlarına ulaşabilir, ancak 500MHz'in altındaki frekans bandı kapsanamaz.
4, çevrimiçi güç ölçümü
Geçişli güç ölçüm teknolojisinde, yönlü kuplör çok kritik bir cihazdır. Aşağıdaki şekil, tipik bir geçişli yüksek güçlü ölçüm sisteminin şematik diyagramını göstermektedir. Test edilen amplifikatörden gelen ileri güç, yönlü kuplörün ileri kuplaj ucu (terminal 3) tarafından örneklenir ve güç ölçere gönderilir. Yansıyan güç ise ters kuplaj terminali (terminal 4) tarafından örneklenir ve güç ölçere gönderilir.
Yüksek güç ölçümü için yönlü bir kuplör kullanılır.
Lütfen dikkat: Yükten yansıyan gücü almanın yanı sıra, ters kuplaj terminali (terminal 4), yönlü kuplörün yönlülüğünden kaynaklanan ileri yönden (terminal 1) de kaçak güç alır. Yansıyan enerji, test cihazının ölçmeyi umduğu şeydir ve kaçak güç, yansıyan güç ölçümündeki hataların birincil kaynağıdır. Yansıyan güç ve kaçak güç, ters kuplaj ucuna (4 uç) bindirilir ve ardından güç ölçere gönderilir. İki sinyalin iletim yolları farklı olduğundan, bu bir vektör süperpozisyonudur. Güç ölçere giren kaçak güç, yansıyan güçle karşılaştırılabilirse, önemli bir ölçüm hatası üretecektir.
Elbette, yükten (2. uç) yansıyan güç, ileri bağlantı ucuna (yukarıdaki şekilde gösterilmeyen 1. uç) da sızacaktır. Yine de, ileri kuvveti ölçen ileri güçle karşılaştırıldığında büyüklüğü çok azdır. Ortaya çıkan hata göz ardı edilebilir.
Çin'in "Silikon Vadisi" Pekin Zhongguancun'da bulunan Beijing Rofea Optoelektronik Ltd. Şti., yerli ve yabancı araştırma kurumlarına, araştırma enstitülerine, üniversitelere ve kurumsal bilimsel araştırma personeline hizmet vermeyi amaçlayan bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Şirketimiz, ağırlıklı olarak optoelektronik ürünlerin bağımsız araştırma ve geliştirme, tasarım, üretim ve satışıyla ilgilenmekte olup, bilimsel araştırmacılar ve endüstri mühendisleri için yenilikçi çözümler ve profesyonel, kişiselleştirilmiş hizmetler sunmaktadır. Yıllar süren bağımsız inovasyon çalışmalarının ardından, belediye, askeri, ulaştırma, elektrik enerjisi, finans, eğitim, tıp ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılan zengin ve mükemmel bir fotoelektrik ürün serisi oluşturmuştur.
Sizinle işbirliği yapmaktan mutluluk duyarız!
Gönderim zamanı: 20 Nisan 2023