Směrové vazební členy jsou standardní mikrovlnné/milimetrové vlnové komponenty v mikrovlnném měření a jiných mikrovlnných systémech. Mohou být použity pro izolaci, separaci a směšování signálu, jako je monitorování výkonu, stabilizace výstupního výkonu zdroje, izolace zdroje signálu, test rozmítání přenosové a odrazové frekvence atd. Je to směrový mikrovlnný dělič výkonu a je nepostradatelnou součástí v moderních reflektometrech s rozmítanou frekvencí. Obvykle existuje několik typů, jako je vlnovod, koaxiální vedení, páskové vedení a mikropáskové.
Obrázek 1 je schematický diagram struktury. Zahrnuje především dvě části, hlavní a pomocnou šňůru, které jsou vzájemně propojeny různými formami malých otvorů, štěrbin a mezer. Proto bude část napájecího vstupu z „1“ na konci hlavního vedení připojena k sekundárnímu vedení. Kvůli interferenci nebo superpozici vln bude výkon přenášen pouze po sekundárním vedení – jeden směr (nazývaný „dopředu“) a druhý. V jednom pořadí (tzv. „reverzní“) nedochází k téměř žádnému přenosu výkonu.
Obrázek 2 je křížový vazební člen, jeden z portů ve vazebním členu je připojen k vestavěné přizpůsobené zátěži.
Aplikace směrové spojky
1, pro systém syntézy energie
3dB směrový vazební člen (běžně známý jako 3dB můstek) se obvykle používá v systému frekvenční syntézy s více nosnými, jak je znázorněno na obrázku níže. Tento druh okruhu je běžný ve vnitřních distribuovaných systémech. Poté, co signály f1 a f2 ze dvou výkonových zesilovačů projdou přes 3dB směrový vazební člen, výstup každého kanálu obsahuje dvě frekvenční složky fl a f2 a 3dB snižuje amplitudu každé frekvenční složky. Pokud je jedna z výstupních svorek připojena k absorbční zátěži, může být druhý výstup použit jako napájecí zdroj pasivního intermodulačního měřicího systému. Pokud potřebujete izolaci dále zlepšit, můžete přidat některé komponenty, jako jsou filtry a izolátory. Izolace dobře navrženého 3dB můstku může být více než 33dB.
Směrová spojka se používá v systému slučování výkonu jedna.
Oblast směrové vpusti jako další aplikace kombinování výkonu je znázorněna na obrázku (a) níže. V tomto obvodu byla chytře použita směrovost směrového vazebního členu. Za předpokladu, že stupně vazby dvou vazebních členů jsou oba 10 dB a směrovost obou je 25 dB, je izolace mezi konci f1 a f2 45 dB. Pokud jsou oba vstupy f1 a f2 0dBm, kombinovaný výstup je oba -10dBm. Ve srovnání s Wilkinsonovým vazebním členem na obrázku (b) níže (jeho typická izolační hodnota je 20dB) je stejný vstupní signál OdBm po syntéze -3dBm (bez ohledu na vložný útlum). Oproti mezivzorkové podmínce zvýšíme vstupní signál na obrázku (a) o 7 dB tak, aby jeho výstup odpovídal obrázku (b). V tomto okamžiku se izolace mezi f1 a f2 na obrázku (a) „sníží“ „je 38 dB. Konečným výsledkem srovnání je, že metoda syntézy výkonu směrového vazebního členu je o 18 dB vyšší než u Wilkinsonova vazebního členu. Toto schéma je vhodné pro intermodulační měření deseti zesilovačů.
V systému kombinování výkonu 2 se používá směrová spojka
2, používá se pro měření proti rušení přijímače nebo měření rušivého signálu
V RF testovacím a měřicím systému lze často vidět obvod znázorněný na obrázku níže. Předpokládejme, že DUT (testované zařízení nebo zařízení) je přijímač. V tomto případě může být interferenční signál sousedního kanálu injektován do přijímače přes spojovací konec směrového vazebního členu. Potom integrovaný tester připojený k nim přes směrový vazební člen může otestovat odpor přijímače – výkon tisíců rušení. Pokud je DUT mobilní telefon, lze vysílač telefonu zapnout komplexním testerem připojeným ke spojovacímu konci směrového vazebního členu. Poté lze použít spektrální analyzátor k měření falešného výstupu scénového telefonu. Před spektrální analyzátor by samozřejmě měly být přidány některé filtrační obvody. Protože tento příklad pojednává pouze o použití směrových vazebních členů, je filtrační obvod vynechán.
Směrový vazební člen se používá pro měření proti rušení přijímače nebo falešné výšky mobilního telefonu.
V tomto testovacím obvodu je velmi důležitá směrovost směrového vazebního členu. Spektrální analyzátor připojený k průchozímu konci chce pouze přijímat signál z DUT a nechce přijímat heslo z propojovacího konce.
3, pro vzorkování a monitorování signálu
Online měření a monitorování vysílačů může být jednou z nejrozšířenějších aplikací směrových vazebních členů. Následující obrázek je typická aplikace směrových vazebních členů pro měření celulární základnové stanice. Předpokládejme, že výstupní výkon vysílače je 43dBm (20W), spojka směrového vazebního členu. Kapacita je 30 dB, vložný útlum (ztráta vedení plus vazební útlum) je 0,15 dB. Konec spojky má signál 13dBm (20mW) odeslaný do testeru základnové stanice, přímý výstup směrového vazebního členu je 42,85dBm (19,3W) a únik je Výkon na izolované straně je absorbován zátěží.
Směrový vazební člen se používá pro měření základnové stanice.
Téměř všechny vysílače používají tuto metodu pro online vzorkování a monitorování a snad jen tato metoda může zaručit výkonnostní test vysílače za běžných pracovních podmínek. Ale je třeba poznamenat, že stejný je test vysílače a různé testery mají různé obavy. Vezmeme-li jako příklad základnové stanice WCDMA, operátoři musí věnovat pozornost indikátorům ve svém pracovním frekvenčním pásmu (2110~2170MHz), jako je kvalita signálu, výkon v kanálu, výkon sousedního kanálu atd. Podle tohoto předpokladu budou výrobci instalovat na výstupní konec základnové stanice Úzkopásmový (např. 2110~2170MHz) směrový vazební člen pro monitorování pracovních podmínek vysílače v rámci pásma a jeho odeslání do řídícího centra kdykoli.
Pokud je to regulátor rádiového frekvenčního spektra – rádiová monitorovací stanice, která testuje indikátory měkkých základnových stanic, její zaměření je zcela jiné. Podle požadavků specifikace správy rádia je rozsah testovací frekvence rozšířen na 9 kHz~12,75 GHz a testovaná základnová stanice je tak široká. Jaké množství rušivého záření bude generováno ve frekvenčním pásmu a bude rušit běžný provoz ostatních základnových stanic? Problém rádiových monitorovacích stanic. V současné době je pro vzorkování signálu vyžadován směrový vazební člen se stejnou šířkou pásma, ale zdá se, že neexistuje směrový vazební člen, který dokáže pokrýt 9 kHz~12,75 GHz. Víme, že délka spojovacího ramene směrové spojky souvisí s její střední frekvencí. Šířka pásma ultraširokopásmového směrového vazebního členu může dosáhnout 5-6 oktávových pásem, jako je 0,5-18 GHz, ale frekvenční pásmo pod 500 MHz nelze pokrýt.
4, online měření výkonu
V technologii průchozího měření výkonu je směrový vazební člen velmi kritickým zařízením. Následující obrázek ukazuje schematický diagram typického průchozího systému měření vysokého výkonu. Dopředný výkon z testovaného zesilovače je vzorkován předním vazebním koncem (svorka 3) směrového vazebního členu a posílán do měřiče výkonu. Odražený výkon je vzorkován svorkou zpětné vazby (svorka 4) a odeslán do měřiče výkonu.
Pro měření vysokého výkonu se používá směrový vazební člen.
Poznámka: Kromě příjmu odraženého výkonu od zátěže přijímá svorka zpětné vazby (svorka 4) také svodovou energii z dopředného směru (svorka 1), která je způsobena směrovostí směrové spojky. Odražená energie je to, co tester doufá, že bude měřit, a únikový výkon je primárním zdrojem chyb při měření odraženého výkonu. Odražený výkon a svodový výkon jsou superponovány na konci reverzní spojky (4 konce) a poté odeslány do měřiče výkonu. Protože přenosové cesty obou signálů jsou různé, jedná se o vektorovou superpozici. Pokud lze svodový příkon do elektroměru porovnat s odraženým výkonem, způsobí to významnou chybu měření.
Odražený výkon od zátěže (konec 2) bude samozřejmě také unikat na přední konec spojky (konec 1, na obrázku výše není znázorněn). Přesto je jeho velikost minimální ve srovnání s dopřednou silou, která měří sílu vpřed. Výslednou chybu lze ignorovat.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. se sídlem v čínském „Silicon Valley“ – Beijing Zhongguancun, je high-tech podnik, který slouží domácím a zahraničním výzkumným institucím, výzkumným ústavům, univerzitám a pracovníkům podnikového vědeckého výzkumu. Naše společnost se zabývá především nezávislým výzkumem a vývojem, návrhem, výrobou, prodejem optoelektronických produktů a poskytuje inovativní řešení a profesionální personalizované služby pro vědecké výzkumníky a průmyslové inženýry. Po letech nezávislých inovací vytvořila bohatou a dokonalou řadu fotoelektrických produktů, které jsou široce používány v komunálních, vojenských, dopravních, elektrických, finančních, vzdělávacích, lékařských a dalších průmyslových odvětvích.
Těšíme se na spolupráci s Vámi!
Čas odeslání: 20. dubna 2023