Usmjereni sprežnici su standardne mikrovalne/milimetarske talasne komponente u mikrovalnim mjerenjima i drugim mikrovalnim sistemima. Mogu se koristiti za izolaciju, odvajanje i miješanje signala, kao što su praćenje snage, stabilizacija izlazne snage izvora, izolacija izvora signala, testiranje frekvencije prenosa i refleksije, itd. To je usmjereni mikrovalni razdjelnik snage i nezamjenjiva je komponenta u modernim reflektometrima sa frekvencijom promjene. Obično postoji nekoliko vrsta, kao što su talasovod, koaksijalni vod, trakasta linija i mikrotrakasta linija.
Slika 1 je shematski dijagram strukture. Uglavnom se sastoji od dva dijela, glavnog voda i pomoćnog voda, koji su međusobno povezani kroz različite oblike malih rupa, proreza i praznina. Stoga će dio ulazne snage iz "1" na kraju glavnog voda biti spojen na sekundarni vod. Zbog interferencije ili superpozicije valova, snaga će se prenositi samo duž sekundarnog voda - u jednom smjeru (tzv. "naprijed") i u drugom. Gotovo da nema prijenosa snage u jednom smjeru (tzv. "nazad")
Slika 2 prikazuje unakrsno-direkcioni sprežnik, jedan od portova u sprežniku je povezan sa ugrađenim odgovarajućim opterećenjem.
Primjena usmjerenog sprežnika
1, za sistem sinteze snage
3dB usmjereni sprežnik (obično poznat kao 3dB most) obično se koristi u sistemu za sintezu frekvencija s više nosioca, kao što je prikazano na slici ispod. Ova vrsta kola je uobičajena u zatvorenim distribuiranim sistemima. Nakon što signali f1 i f2 iz dva pojačala snage prođu kroz 3dB usmjereni sprežnik, izlaz svakog kanala sadrži dvije frekvencijske komponente f1 i f2, a 3dB smanjuje amplitudu svake frekvencijske komponente. Ako je jedan od izlaznih terminala povezan na apsorbirajuće opterećenje, drugi izlaz se može koristiti kao izvor napajanja pasivnog sistema za mjerenje intermodulacije. Ako je potrebno dodatno poboljšati izolaciju, možete dodati neke komponente kao što su filteri i izolatori. Izolacija dobro dizajniranog 3dB mosta može biti veća od 33dB.
Usmjerni sprežnik se koristi u sistemu za kombinovanje snage jedan.
Područje usmjerenog slivnika, kao još jedna primjena kombinovanja snage, prikazano je na slici (a) ispod. U ovom kolu, usmjerenost usmjerenog sprežnika je pametno primijenjena. Pod pretpostavkom da su stepeni sprege oba sprežnika 10dB, a usmjerenost oba 25dB, izolacija između krajeva f1 i f2 je 45dB. Ako su ulazi f1 i f2 oba 0dBm, kombinovani izlaz je -10dBm. U poređenju sa Wilkinsonovim sprežnikom na slici (b) ispod (njegova tipična vrijednost izolacije je 20dB), isti ulazni signal OdBm, nakon sinteze, iznosi -3dBm (bez uzimanja u obzir gubitka umetanja). U poređenju sa međuuzorkovanim uslovom, povećavamo ulazni signal na slici (a) za 7dB tako da njegov izlaz bude konzistentan sa slikom (b). U ovom trenutku, izolacija između f1 i f2 na slici (a) „smanjuje se“ za „38 dB. Konačni rezultat poređenja je da je metoda sinteze snage usmjerenog sprežnika 18 dB veća od Wilkinsonovog sprežnika. Ova shema je pogodna za mjerenje intermodulacije deset pojačala.
U sistemu za kombinovanje snage 2 se koristi usmjereni sprežnik.
2, koristi se za mjerenje otpornosti na interferenciju prijemnika ili mjerenje lažnih signala
U RF sistemu za testiranje i mjerenje, često se može vidjeti kolo prikazano na slici ispod. Pretpostavimo da je DUT (uređaj ili oprema koja se testira) prijemnik. U tom slučaju, signal interferencije susjednog kanala može se ubrizgati u prijemnik preko spojnog kraja usmjerenog spojnika. Zatim integrirani tester povezan s njima preko usmjerenog spojnika može testirati otpor prijemnika - performanse interferencije od hiljada. Ako je DUT mobilni telefon, predajnik telefona može se uključiti pomoću sveobuhvatnog testera povezanog na spojni kraj usmjerenog spojnika. Zatim se analizator spektra može koristiti za mjerenje lažnog izlaza scenskog telefona. Naravno, prije analizatora spektra treba dodati neka filterska kola. Budući da ovaj primjer razmatra samo primjenu usmjerenih spojnika, filtersko kolo je izostavljeno.
Usmjereni sprežnik se koristi za mjerenje interferencije prijemnika ili lažne visine mobilnog telefona.
U ovom testnom kolu, usmjerenost usmjerenog sprežnika je veoma važna. Analizator spektra povezan na prolazni kraj želi samo primati signal od DUT-a i ne želi primati lozinku od sprežnog kraja.
3, za uzorkovanje i praćenje signala
Online mjerenje i praćenje predajnika može biti jedna od najčešće korištenih primjena usmjerenih spojnica. Sljedeća slika prikazuje tipičnu primjenu usmjerenih spojnica za mjerenje na baznim stanicama mobilnih uređaja. Pretpostavimo da je izlazna snaga predajnika 43dBm (20W), a snaga usmjerene spojnice 30dB, a gubitak umetnutih vodova (gubitak u liniji plus gubitak u spojnici) 0,15dB. Kraj spojnice šalje signal od 13dBm (20mW) na tester bazne stanice, direktni izlaz usmjerene spojnice je 42,85dBm (19,3W), a gubitak curenja je... Snaga na izoliranoj strani apsorbira se od strane opterećenja.
Usmjereni sprežnik se koristi za mjerenje bazne stanice.
Gotovo svi predajnici koriste ovu metodu za online uzorkovanje i praćenje, i možda samo ova metoda može garantovati testiranje performansi predajnika u normalnim radnim uslovima. Međutim, treba napomenuti da je isto i kod testiranja predajnika, a različiti testeri imaju različite brige. Uzimajući WCDMA bazne stanice kao primjer, operateri moraju obratiti pažnju na indikatore u svom radnom frekventnom opsegu (2110~2170MHz), kao što su kvalitet signala, snaga u kanalu, snaga susjednog kanala itd. Pod ovom pretpostavkom, proizvođači će na izlaznom kraju bazne stanice instalirati uskopojasni (kao što je 2110~2170MHz) usmjereni sprežnik za praćenje radnih uslova predajnika u opsegu i slanje podataka u kontrolni centar u bilo kojem trenutku.
Ako je regulator radiofrekventnog spektra - radio monitoring stanica za testiranje indikatora mekih baznih stanica, njen fokus je potpuno drugačiji. Prema zahtjevima specifikacija za upravljanje radiom, opseg testne frekvencije je proširen na 9kHz~12,75GHz, a testirana bazna stanica je toliko široka. Koliko će se lažnog zračenja generirati u frekvencijskom opsegu i ometati normalan rad drugih baznih stanica? To je briga radio monitoring stanica. Trenutno je potreban usmjereni sprežnik s istim propusnim opsegom za uzorkovanje signala, ali usmjereni sprežnik koji može pokriti 9kHz~12,75GHz izgleda da ne postoji. Znamo da je dužina spojne ruke usmjerenog sprežnika povezana s njegovom središnjom frekvencijom. Propusnost ultraširokopojasnog usmjerenog sprežnika može postići opsege od 5-6 oktava, kao što je 0,5-18GHz, ali frekvencijski opseg ispod 500MHz ne može se pokriti.
4, online mjerenje snage
U tehnologiji mjerenja snage prolaznog tipa, usmjereni sprežnik je vrlo važan uređaj. Sljedeća slika prikazuje shematski dijagram tipičnog prolaznog sistema za mjerenje velike snage. Naprijed snaga iz testiranog pojačala uzorkuje se na kraju usmjerenog sprežnika za direktnu vezu (terminal 3) i šalje se na mjerač snage. Reflektirana snaga se uzorkuje na terminalu za inverznu vezu (terminal 4) i šalje se na mjerač snage.
Za mjerenje velike snage koristi se usmjereni sprežnik.
Napomena: Pored primanja reflektirane snage od opterećenja, terminal za inverznu spregu (terminal 4) također prima snagu curenja iz smjera naprijed (terminal 1), što je uzrokovano usmjerenošću usmjerenog spojnika. Reflektirana energija je ono što tester želi izmjeriti, a snaga curenja je primarni izvor grešaka u mjerenju reflektirane snage. Reflektirana snaga i snaga curenja se superponiraju na kraju inverzne sprege (4 kraja) i zatim šalju do mjerača snage. Budući da su putevi prijenosa dva signala različiti, to je vektorska superpozicija. Ako se ulazna snaga curenja u mjerač snage može usporediti s reflektiranom snagom, to će proizvesti značajnu grešku mjerenja.
Naravno, reflektirana snaga od opterećenja (kraj 2) će također procuriti do kraja s prednjom spojnicom (kraj 1, nije prikazan na gornjoj slici). Ipak, njena veličina je minimalna u usporedbi s prednjom snagom, koja mjeri prednju snagu. Rezultirajuća greška se može zanemariti.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., smještena u kineskoj "Silikonskoj dolini" - Beijing Zhongguancun, je visokotehnološko preduzeće posvećeno pružanju usluga domaćim i stranim istraživačkim institucijama, istraživačkim institutima, univerzitetima i naučno-istraživačkom osoblju preduzeća. Naša kompanija se uglavnom bavi nezavisnim istraživanjem i razvojem, dizajnom, proizvodnjom i prodajom optoelektronskih proizvoda, te pruža inovativna rješenja i profesionalne, personalizirane usluge za naučne istraživače i industrijske inženjere. Nakon godina nezavisnih inovacija, formirala je bogatu i savršenu seriju fotoelektričnih proizvoda, koji se široko koriste u komunalnoj, vojnoj, transportnoj, elektroenergetskoj, finansijskoj, obrazovnoj, medicinskoj i drugim industrijama.
Radujemo se saradnji s Vama!
Vrijeme objave: 20. april 2023.