L'accoppiatori direzionali sò cumpunenti standard di microonde/onde millimetriche in a misurazione di microonde è altri sistemi à microonde. Puderanu esse aduprati per l'isolamentu, a separazione è a miscelazione di u signale, cum'è u monitoraghju di a putenza, a stabilizazione di a putenza di uscita di a fonte, l'isolamentu di a fonte di u signale, u test di spazzamentu di frequenza di trasmissione è di riflessione, ecc. Hè un divisore di putenza à microonde direzionale, è hè un cumpunente indispensabile in i riflettometri muderni à frequenza spazzata. Di solitu, ci sò parechji tippi, cum'è guida d'onda, linea coassiale, linea à strisce è microstriscia.
A Figura 1 hè un diagramma schematicu di a struttura. Cumprende principalmente duie parti, a linea principale è a linea ausiliaria, chì sò accoppiate trà di elle per mezu di varie forme di picculi fori, fessure è lacune. Dunque, una parte di l'input di putenza da u "1" à l'estremità di a linea principale serà accoppiata à a linea secundaria. A causa di l'interferenza o di a sovrapposizione di l'onde, a putenza serà trasmessa solu longu a linea secundaria - in una direzzione (chjamata "in avanti"), è in l'altra. Ùn ci hè guasi nisuna trasmissione di putenza in un ordine (chjamata "in daretu").
A figura 2 hè un accoppiatore transdirezionale, unu di i porti in l'accoppiatore hè cunnessu à un caricu di currispundenza integratu.
Applicazione di l'accoppiatore direzionale
1, per u sistema di sintesi di putenza
Un accoppiatore direzionale 3dB (cunnisciutu cum'è ponte 3dB) hè generalmente utilizatu in un sistema di sintesi di frequenza multi-portante, cum'è mostratu in a figura sottu. Stu tipu di circuitu hè cumunu in i sistemi distribuiti interni. Dopu chì i signali f1 è f2 da dui amplificatori di putenza passanu per un accoppiatore direzionale 3dB, l'uscita di ogni canale cuntene duie cumpunenti di frequenza f1 è f2, è 3dB riduce l'ampiezza di ogni cumpunente di frequenza. Se unu di i terminali di uscita hè cunnessu à un caricu assorbente, l'altra uscita pò esse aduprata cum'è fonte di alimentazione di u sistema di misurazione di l'intermodulazione passiva. Se avete bisognu di migliurà ulteriormente l'isolamentu, pudete aghjunghje alcuni cumpunenti cum'è filtri è isolatori. L'isolamentu di un ponte 3dB ben cuncipitu pò esse più di 33dB.
L'accoppiatore direzionale hè adupratu in u sistema di cumbinazione di putenza unu.
L'area di u canali direzionale cum'è un'altra applicazione di a cumbinazione di putenza hè mostrata in a figura (a) quì sottu. In questu circuitu, a direttività di l'accoppiatore direzionale hè stata applicata ingegnosamente. Supponendu chì i gradi di accoppiamentu di i dui accoppiatori sianu tramindui 10dB è a direttività sia tramindui 25dB, l'isolamentu trà l'estremità f1 è f2 hè 45dB. Se l'ingressi di f1 è f2 sò tramindui 0dBm, l'uscita cumminata hè tramindui -10dBm. In paragone cù l'accoppiatore Wilkinson in a figura (b) quì sottu (u so valore tipicu d'isolamentu hè 20dB), u listessu signale d'entrata di OdBm, dopu a sintesi, ci hè -3dBm (senza cunsiderà a perdita d'inserzione). In paragone cù a cundizione inter-campione, aumentemu u signale d'entrata in a figura (a) di 7dB in modu chì a so uscita sia coerente cù a figura (b). À questu mumentu, l'isolamentu trà f1 è f2 in a figura (a) "diminuisce" "Hè 38 dB. U risultatu finale di a paragone hè chì u metudu di sintesi di putenza di l'accoppiatore direzionale hè 18dB più altu ch'è l'accoppiatore Wilkinson. Stu schema hè adattatu per a misurazione di l'intermodulazione di dece amplificatori.
Un accoppiatore direzionale hè adupratu in u sistema di cumbinazione di putenza 2
2, adupratu per a misurazione anti-interferenza di u ricevitore o a misurazione spuria
In u sistema di prova è misurazione RF, u circuitu mostratu in a figura sottu pò esse spessu vistu. Supponemu chì u DUT (dispositivu o equipaggiamentu sottu prova) sia un ricevitore. In questu casu, un signale d'interferenza di u canale adiacente pò esse injectatu in u ricevitore attraversu l'estremità di accoppiamentu di l'accoppiatore direzionale. Dopu, un tester integratu cunnessu à elli attraversu l'accoppiatore direzionale pò testà a resistenza di u ricevitore - prestazioni di mille interferenze. Se u DUT hè un telefunu cellulare, u trasmettitore di u telefunu pò esse attivatu da un tester cumpletu cunnessu à l'estremità di accoppiamentu di l'accoppiatore direzionale. Dopu, un analizzatore di spettru pò esse adupratu per misurà l'uscita spuria di u telefunu di scena. Benintesa, alcuni circuiti di filtru devenu esse aghjunti prima di l'analizzatore di spettru. Siccomu questu esempiu discute solu l'applicazione di l'accoppiatori direzionali, u circuitu di filtru hè omessu.
L'accoppiatore direzionale hè adupratu per a misurazione anti-interferenza di u ricevitore o di l'altezza spuria di u telefuninu cellulare.
In questu circuitu di prova, a direttività di l'accoppiatore direzionale hè assai impurtante. L'analizzatore di spettru cunnessu à l'estremità passante vole solu riceve u signale da u DUT è ùn vole micca riceve a password da l'estremità di accoppiamentu.
3, per u campionamentu è u monitoraghju di u signale
A misurazione è u monitoraghju in linea di u trasmettitore ponu esse una di l'applicazioni più aduprate di l'accoppiatori direzionali. A figura seguente hè una applicazione tipica di l'accoppiatori direzionali per a misurazione di a stazione base cellulare. Supponemu chì a putenza di uscita di u trasmettitore sia 43dBm (20W), l'accoppiamentu di l'accoppiatore direzionale. A capacità hè 30dB, a perdita d'inserzione (perdita di linea più perdita d'accoppiamentu) hè 0,15dB. L'estremità di l'accoppiamentu hà un segnale di 13dBm (20mW) mandatu à u tester di a stazione base, l'uscita diretta di l'accoppiatore direzionale hè 42,85dBm (19,3W), è a perdita hè A putenza da u latu isolatu hè assorbita da un caricu.
L'accoppiatore direzionale hè adupratu per a misurazione di a stazione base.
Quasi tutti i trasmettitori utilizanu stu metudu per u campionamentu è u monitoraghju in linea, è forse solu stu metudu pò guarantisce a prova di prestazione di u trasmettitore in cundizioni di travagliu nurmali. Ma si deve nutà chì a listessa hè a prova di u trasmettitore, è diversi tester anu diverse preoccupazioni. Pigliendu e stazioni base WCDMA cum'è esempiu, l'operatori devenu fà attenzione à l'indicatori in a so banda di frequenza di travagliu (2110 ~ 2170MHz), cum'è a qualità di u signale, a putenza in u canale, a putenza di u canale adiacente, ecc. Sottu sta premessa, i pruduttori installeranu à l'estremità di uscita di a stazione base Un accoppiatore direzionale à banda stretta (cum'è 2110 ~ 2170MHz) per monitorà e cundizioni di travagliu in banda di u trasmettitore è mandallu à u centru di cuntrollu in ogni mumentu.
S'ellu hè u regulatore di u spettru di radiofrequenza - a stazione di monitoraghju radio per pruvà l'indicatori di a stazione di basa morbida, u so focus hè cumpletamente diversu. Sicondu i requisiti di specificazione di gestione radio, a gamma di frequenza di prova hè estesa à 9kHz ~ 12.75GHz, è a stazione di basa pruvata hè cusì larga. Quanta radiazione spuria serà generata in a banda di frequenza è interferisce cù u funziunamentu regulare di altre stazioni di basa? Una preoccupazione di e stazioni di monitoraghju radio. In questu mumentu, un accoppiatore direzionale cù a stessa larghezza di banda hè necessariu per u campionamentu di u signale, ma un accoppiatore direzionale chì pò copre 9kHz ~ 12.75GHz ùn pare micca esiste. Sapemu chì a lunghezza di u bracciu di accoppiamentu di un accoppiatore direzionale hè ligata à a so frequenza centrale. A larghezza di banda di un accoppiatore direzionale à banda ultra larga pò ottene bande di 5-6 ottave, cum'è 0.5-18GHz, ma a banda di frequenza sottu à 500MHz ùn pò esse cuperta.
4, misurazione di putenza in linea
In a tecnulugia di misurazione di a putenza di tipu passante, l'accoppiatore direzionale hè un dispositivu assai criticu. A figura seguente mostra u diagramma schematicu di un sistema di misurazione di alta putenza pass-through tipicu. A putenza diretta da l'amplificatore sottu prova hè campionata da l'estremità di accoppiamentu direttu (terminale 3) di l'accoppiatore direzionale è mandata à u misuratore di putenza. A putenza riflessa hè campionata da u terminale di accoppiamentu inversu (terminale 4) è mandata à u misuratore di putenza.
Un accoppiatore direzionale hè adupratu per a misurazione di alta putenza.
Nota: In più di riceve a putenza riflessa da u caricu, u terminale di accoppiamentu inversu (terminale 4) riceve ancu putenza di dispersione da a direzzione diretta (terminale 1), chì hè causata da a direttività di l'accoppiatore direzionale. L'energia riflessa hè ciò chì u tester spera di misurà, è a putenza di dispersione hè a fonte primaria di errori in a misurazione di a putenza riflessa. A putenza riflessa è a putenza di dispersione sò sovrapposte à l'estremità di l'accoppiamentu inversu (4 estremità) è poi mandate à u misuratore di putenza. Siccomu i percorsi di trasmissione di i dui signali sò diversi, si tratta di una superposizione vettoriale. Se l'input di putenza di dispersione à u misuratore di putenza pò esse paragunatu cù a putenza riflessa, pruducerà un errore di misurazione significativu.
Benintesa, a putenza riflessa da u caricu (estremità 2) si filtrerà ancu à l'estremità di l'accoppiamentu in avanti (estremità 1, micca mostrata in a figura sopra). Eppuru, a so magnitudine hè minima paragunata à a putenza in avanti, chì misura a forza in avanti. L'errore risultante pò esse trascuratu.
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Data di publicazione: 20 d'aprile di u 2023