Richtingskoppelingen zijn standaard microgolf-/millimetergolfcomponenten in microgolfmetingen en andere microgolfsystemen.Ze kunnen worden gebruikt voor signaalisolatie, scheiding en menging, zoals stroombewaking, bronuitgangsvermogenstabilisatie, signaalbronisolatie, transmissie- en reflectiefrequentie-veegtest, enz. Het is een directionele microgolfvermogensverdeler en het is een onmisbaar onderdeel in moderne reflectometers met geveegde frequentie.Meestal zijn er verschillende typen, zoals golfgeleider, coaxiale lijn, striplijn en microstrip.
Figuur 1 is een schematisch diagram van de structuur.Het bestaat hoofdzakelijk uit twee delen, de hoofdlijn en de hulplijn, die met elkaar zijn gekoppeld via verschillende vormen van kleine gaten, spleten en gaten.Daarom zal een deel van de stroominvoer van de “1″ aan het hoofdlijnuiteinde worden gekoppeld aan de secundaire lijn.Als gevolg van de interferentie of superpositie van golven wordt het vermogen alleen langs de secundaire lijn overgedragen: in de ene richting (‘vooruit’ genoemd) en in de andere richting. Er is vrijwel geen krachtoverdracht in de ene richting (‘achteruit’ genoemd).
Figuur 2 is een dwarsrichtingskoppeling, waarbij een van de poorten in de koppeling is aangesloten op een ingebouwde aanpassingsbelasting.
Toepassing van directionele koppeling
1, voor vermogenssynthesesysteem
Een 3dB directionele koppelaar (algemeen bekend als een 3dB-brug) wordt meestal gebruikt in een frequentiesynthesesysteem met meerdere dragers, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.Dit soort circuit is gebruikelijk in gedistribueerde systemen binnenshuis.Nadat de signalen f1 en f2 van twee vermogensversterkers door een directionele koppelaar van 3 dB zijn gegaan, bevat de uitvoer van elk kanaal twee frequentiecomponenten f1 en f2, en vermindert 3 dB de amplitude van elke frequentiecomponent.Als een van de uitgangsklemmen is aangesloten op een absorberende belasting, kan de andere uitgang worden gebruikt als stroombron voor het passieve intermodulatiemeetsysteem.Als u de isolatie verder wilt verbeteren, kunt u enkele componenten toevoegen, zoals filters en isolatoren.De isolatie van een goed ontworpen 3dB-brug kan meer dan 33dB bedragen.
De directionele koppeling wordt gebruikt in vermogenscombinatiesysteem één.
Het directionele kolkgebied als een andere toepassing van krachtcombinatie wordt weergegeven in figuur (a) hieronder.In dit circuit is de richtingsgevoeligheid van de directionele koppeling slim toegepast.Ervan uitgaande dat de koppelingsgraden van de twee koppelaars beide 10 dB zijn en de richtingsgevoeligheid beide 25 dB is, is de isolatie tussen de f1- en f2-uiteinden 45 dB.Als de ingangen van f1 en f2 beide 0 dBm zijn, is de gecombineerde uitgang beide -10 dBm.Vergeleken met de Wilkinson-koppeling in figuur (b) hieronder (de typische isolatiewaarde is 20 dB), is hetzelfde ingangssignaal van OdBm, na synthese, -3 dBm (zonder rekening te houden met het invoegverlies).Vergeleken met de inter-sample-conditie verhogen we het ingangssignaal in figuur (a) met 7 dB, zodat de output consistent is met figuur (b).Op dit moment neemt de isolatie tussen f1 en f2 in figuur (a) “af” “Is 38 dB.Het uiteindelijke resultaat van de vergelijking is dat de vermogenssynthesemethode van de directionele koppelaar 18 dB hoger is dan die van de Wilkinson-koppelaar.Dit schema is geschikt voor de intermodulatiemeting van tien versterkers.
In vermogenscombinatiesysteem 2 wordt een directionele koppeling gebruikt
2, gebruikt voor anti-interferentiemeting van de ontvanger of valse metingen
In het RF-test- en meetsysteem is vaak het circuit in de onderstaande afbeelding te zien.Stel dat de DUT (apparaat of apparatuur die wordt getest) een ontvanger is.In dat geval kan een interferentiesignaal van een aangrenzend kanaal via het koppeluiteinde van de directionele koppelaar in de ontvanger worden geïnjecteerd.Vervolgens kan een geïntegreerde tester die via de directionele koppeling ermee is verbonden, de weerstand van de ontvanger testen - duizend interferentieprestaties.Als de DUT een mobiele telefoon is, kan de zender van de telefoon worden ingeschakeld door een uitgebreide tester die is aangesloten op het koppeluiteinde van de richtkoppeling.Vervolgens kan een spectrumanalysator worden gebruikt om de valse output van de scènetelefoon te meten.Natuurlijk moeten er vóór de spectrumanalysator enkele filtercircuits worden toegevoegd.Omdat in dit voorbeeld alleen de toepassing van richtkoppelaars wordt besproken, is de filterschakeling weggelaten.
De directionele koppeling wordt gebruikt voor anti-interferentiemetingen van de ontvanger of valse hoogte van mobiele telefoons.
In dit testcircuit is de richtingsgevoeligheid van de richtkoppeling erg belangrijk.De spectrumanalysator die op het doorgaande uiteinde is aangesloten, wil alleen het signaal van de DUT ontvangen en niet het wachtwoord van het koppelingseinde.
3, voor signaalbemonstering en monitoring
Het online meten en monitoren van zenders is mogelijk een van de meest gebruikte toepassingen van richtingskoppelingen.De volgende afbeelding is een typische toepassing van directionele koppelaars voor metingen aan mobiele basisstations.Stel dat het uitgangsvermogen van de zender 43 dBm (20 W) is, de koppeling van de richtkoppeling.De capaciteit bedraagt 30 dB, het invoegverlies (lijnverlies plus koppelverlies) bedraagt 0,15 dB.Het koppelingsuiteinde heeft een signaal van 13 dBm (20 mW) dat naar de basisstationtester wordt gestuurd, de directe uitvoer van de directionele koppeling is 42,85 dBm (19,3 W) en de lekkage is. Het vermogen aan de geïsoleerde kant wordt geabsorbeerd door een belasting.
De richtkoppeling wordt gebruikt voor basisstationmetingen.
Bijna alle zenders gebruiken deze methode voor online bemonstering en monitoring, en misschien kan alleen deze methode de prestatietest van de zender onder normale werkomstandigheden garanderen.Maar er moet worden opgemerkt dat de zendertest hetzelfde is en dat verschillende testers verschillende zorgen hebben.Als we WCDMA-basisstations als voorbeeld nemen, moeten operators letten op de indicatoren in hun werkfrequentieband (2110 ~ 2170 MHz), zoals signaalkwaliteit, vermogen in het kanaal, vermogen van aangrenzende kanalen, enz. Onder dit uitgangspunt zullen fabrikanten installeren op het uitgangseinde van het basisstation Een smalband (zoals 2110~2170MHz) richtkoppeling om de in-band werkomstandigheden van de zender te bewaken en deze op elk moment naar het controlecentrum te sturen.
Als het de regelaar van het radiofrequentiespectrum is, het radiomeetstation dat de indicatoren van het zachte basisstation test, ligt de focus heel anders.Volgens de vereisten voor radiobeheerspecificaties wordt het testfrequentiebereik uitgebreid tot 9 kHz ~ 12,75 GHz en is het geteste basisstation zo breed.Hoeveel stoorstraling wordt in de frequentieband gegenereerd en interfereert met de normale werking van andere basisstations?Een zorg van radiomeetstations.Op dit moment is een directionele koppelaar met dezelfde bandbreedte vereist voor signaalbemonstering, maar een directionele koppelaar die 9 kHz ~ 12,75 GHz kan bestrijken lijkt niet te bestaan.We weten dat de lengte van de koppelarm van een richtkoppeling gerelateerd is aan de middenfrequentie.De bandbreedte van een ultrabreedband directionele koppelaar kan 5-6 octaafbanden bereiken, zoals 0,5-18GHz, maar de frequentieband onder 500MHz kan niet worden gedekt.
4, online vermogensmeting
In de technologie voor vermogensmeting van het doorgaande type is de directionele koppeling een zeer kritisch apparaat.De volgende afbeelding toont het schematische diagram van een typisch doorvoer-meetsysteem met hoog vermogen.Het voorwaartse vermogen van de te testen versterker wordt bemonsterd door het voorwaartse koppelingsuiteinde (klem 3) van de directionele koppelaar en naar de vermogensmeter gestuurd.Het gereflecteerde vermogen wordt bemonsterd door de omgekeerde koppelingsterminal (terminal 4) en naar de vermogensmeter gestuurd.
Voor het meten van hoog vermogen wordt een richtkoppeling gebruikt.
Let op: naast het ontvangen van het gereflecteerde vermogen van de belasting, ontvangt de omgekeerde koppelingsterminal (terminal 4) ook lekstroom vanuit de voorwaartse richting (terminal 1), wat wordt veroorzaakt door de richtingsgevoeligheid van de directionele koppeling.De gereflecteerde energie is wat de tester hoopt te meten, en het lekvermogen is de belangrijkste bron van fouten bij de meting van het gereflecteerde vermogen.Het gereflecteerde vermogen en het lekvermogen worden op het uiteinde van de omgekeerde koppeling (4 uiteinden) gesuperponeerd en vervolgens naar de vermogensmeter gestuurd.Omdat de transmissiepaden van de twee signalen verschillend zijn, is er sprake van een vectorsuperpositie.Als het lekvermogen dat naar de vermogensmeter wordt ingevoerd, kan worden vergeleken met het gereflecteerde vermogen, zal dit een aanzienlijke meetfout veroorzaken.
Uiteraard zal het gereflecteerde vermogen van de belasting (uiteinde 2) ook lekken naar het voorste koppelinguiteinde (uiteinde 1, niet weergegeven in de bovenstaande afbeelding).Toch is de omvang ervan minimaal vergeleken met de voorwaartse kracht, die de voorwaartse kracht meet.De resulterende fout kan worden genegeerd.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. gevestigd in de Chinese “Silicon Valley” – Beijing Zhongguancun, is een hightech onderneming die zich toelegt op het bedienen van binnen- en buitenlandse onderzoeksinstellingen, onderzoeksinstituten, universiteiten en wetenschappelijk onderzoekspersoneel.Ons bedrijf houdt zich voornamelijk bezig met onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling, ontwerp, productie en verkoop van opto-elektronische producten en biedt innovatieve oplossingen en professionele, gepersonaliseerde diensten voor wetenschappelijke onderzoekers en industriële ingenieurs.Na jaren van onafhankelijke innovatie heeft het een rijke en perfecte serie foto-elektrische producten gevormd, die op grote schaal worden gebruikt in gemeentelijke, militaire, transport-, elektriciteits-, financiële, onderwijs-, medische en andere industrieën.
Wij kijken uit naar de samenwerking met u!
Posttijd: 20 april 2023