방향 커플러는 마이크로파 측정 및 기타 마이크로파 시스템의 표준 마이크로파/밀리미터 파 성분입니다. 전력 모니터링, 소스 출력 전력 안정화, 신호 소스 분리, 전송 및 반사 주파수 스위핑 테스트 등과 같은 신호 분리, 분리 및 혼합에 사용될 수 있습니다. 방향 전자 레인지 전력 분배기이며 현대적인 스윕-수익성 반사율에서 필수적인 구성 요소입니다. 일반적으로 도파관, 동축 선, 스트립 라인 및 마이크로 스트립과 같은 여러 유형이 있습니다.
그림 1은 구조의 개략도입니다. 여기에는 주로 메인 라인과 보조 라인의 두 부분이 포함되며, 다양한 형태의 작은 구멍, 슬릿 및 갭을 통해 서로 결합됩니다. 따라서 메인 라인 끝의 "1"에서 전력 입력의 일부는 보조 선에 연결됩니다. 파도의 간섭 또는 중첩으로 인해 전력은 보조 라인 1 방향 ( "전진"이라고 함)을 따라 전송되며 다른 하나는 한 순서로 전력 전송이 거의 없습니다 ( "Reverse"라고 함).
그림 2는 단면 커플러이며, 커플러의 포트 중 하나는 내장 일치 부하에 연결됩니다.
방향 커플러의 적용
1, 전력 합성 시스템의 경우
3DB 방향 커플러 (일반적으로 3DB 브리지로 알려짐)는 일반적으로 아래 그림과 같이 다 캐리어 주파수 합성 시스템에 사용됩니다. 이러한 종류의 회로는 실내 분산 시스템에서 일반적입니다. 2 개의 전력 증폭기의 신호 F1 및 F2가 3DB 방향 커플러를 통과 한 후, 각 채널의 출력은 2 개의 주파수 성분 F1 및 F2를 포함하고 3DB는 각 주파수 성분의 진폭을 감소시킵니다. 출력 단자 중 하나가 흡수 하중에 연결된 경우, 다른 출력은 수동 인터 모듈 화 측정 시스템의 전원으로 사용될 수 있습니다. 분리를 더 개선 해야하는 경우 필터 및 절연기와 같은 일부 구성 요소를 추가 할 수 있습니다. 잘 설계된 3dB 브리지의 분리는 33dB 이상일 수 있습니다.
방향 커플러는 전원 결합 시스템에 사용됩니다.
전력 결합의 또 다른 적용으로서의 방향성 협곡 영역은 아래 그림 (a)에 나와있다. 이 회로에서, 방향 커플러의 지향성은 영리하게 적용되었습니다. 두 커플러의 커플 링 정도가 10dB이고 지향성이 25dB라고 가정하면 F1과 F2 끝 사이의 분리는 45dB라고 가정합니다. F1과 F2의 입력이 모두 0dBm이면 결합 된 출력은 모두 -10dBm입니다. 아래 그림 (b)의 Wilkinson 커플러와 비교하여 (일반적인 격리 값은 20dB입니다), 합성 후 ODBM의 동일한 입력 신호 인 -3dBM이 있습니다 (삽입 손실을 고려하지 않고). 샘플 간 조건과 비교할 때, 우리는 입력 신호를 그림 (a)의 7dB 씩 증가시켜 출력이 그림 (b)과 일치합니다. 이 시점에서, 그림 (a)에서 F1과 F2 사이의 분리는 "감소" "는 38 dB입니다. 최종 비교 결과는 방향 커플러의 전력 합성 방법이 Wilkinson 커플러보다 18dB가 높다는 것입니다. 이 체계는 10 개의 앰프의 간 조절 측정에 적합합니다.
방향 커플러는 전원 결합 시스템 2에 사용됩니다.
도 2, 수신기 항 종 간 측정 또는 가짜 측정에 사용됩니다
RF 테스트 및 측정 시스템에서 아래 그림에 표시된 회로가 종종 볼 수 있습니다. DUT (테스트중인 장치 또는 장비)가 수신기라고 가정합니다. 이 경우, 인접한 채널 간섭 신호는 방향 커플러의 커플 링 말단을 통해 수신기에 주입 될 수 있습니다. 그런 다음 방향 커플러를 통해 그들에게 연결된 통합 테스터는 수신기 저항, 즉 수명 간섭 성능을 테스트 할 수 있습니다. DUT가 휴대 전화 인 경우, 방향 커플러의 커플 링 끝에 연결된 포괄적 인 테스터가 휴대 전화의 송신기를 켤 수 있습니다. 그런 다음 스펙트럼 분석기를 사용하여 장면 전화의 가짜 출력을 측정 할 수 있습니다. 물론 스펙트럼 분석기 전에 일부 필터 회로를 추가해야합니다. 이 예제는 방향 커플러의 적용 만 논의하기 때문에 필터 회로는 생략됩니다.
방향 커플러는 수신기의 간섭 방지 측정 또는 휴대 전화의 가짜 높이에 사용됩니다.
이 테스트 회로에서 방향 커플러의 지향성은 매우 중요합니다. Throw End에 연결된 스펙트럼 분석기는 DUT로부터 신호를 받기를 원하며 커플 링 엔드로부터 암호를 받고 싶지 않습니다.
3, 신호 샘플링 및 모니터링 용
송신기 온라인 측정 및 모니터링은 방향 커플러의 가장 널리 사용되는 응용 중 하나 일 수 있습니다. 다음 그림은 셀룰러베이스 스테이션 측정을위한 방향 커플러의 전형적인 적용입니다. 송신기의 출력 전력이 43dBm (20W), 방향 커플러의 커플 링이라고 가정합니다. 용량은 30dB이고 삽입 손실 (라인 손실 + 커플 링 손실)은 0.15dB입니다. 커플 링 엔드에는베이스 스테이션 테스터로 전송 된 13dBm (20MW) 신호가 있고, 방향 커플러의 직접 출력은 42.85dBm (19.3W)이며, 누출은 격리 된 쪽의 전원이 하중에 의해 흡수된다.
방향 커플러는 기지국 측정에 사용됩니다.
거의 모든 송신기는 온라인 샘플링 및 모니터링 에이 방법을 사용하며,이 방법만이 정상적인 작업 조건에서 송신기의 성능 테스트를 보장 할 수 있습니다. 그러나 송신기 테스트도 마찬가지이며 다른 테스터마다 다른 우려가 있습니다. WCDMA 기지국을 예로 들어 보면, 운영자는 신호 품질, 채널 전력, 인접한 채널 전력 등과 같은 작업 주파수 대역 (2110 ~ 2170MHz)의 지표에주의를 기울여야합니다.이 전제 하에서 제조업체는 기지국의 출력 끝에서 2110 ~ 2170mHz와 같은 기본 스테이션의 출력 종료 (2110 ~ 2170mHz)의 트랜스 컨트롤에 설치하여 전송 대역에 설치합니다. 시간.
소프트베이스 스테이션 표시기를 테스트하기 위해 무선 주파수 스펙트럼-무선 모니터링 스테이션의 조절기라면 그 초점은 완전히 다릅니다. 무선 관리 사양 요구 사항에 따라 테스트 주파수 범위는 9kHz ~ 12.75GHz로 확장되고 테스트 된 기지국은 매우 넓습니다. 주파수 대역에서 얼마나 많은 가짜 방사선이 생성되고 다른 기지국의 정기적 인 운영을 방해합니까? 라디오 모니터링 스테이션의 우려. 현재 신호 샘플링에는 동일한 대역폭을 갖는 방향 커플러가 필요하지만 9kHz ~ 12.75GHz를 커버 할 수있는 방향 커플러는 존재하지 않는 것 같습니다. 방향 커플러의 커플 링 암의 길이는 그 중심 주파수와 관련이 있음을 알고 있습니다. 초대형 방향 방향 커플러의 대역폭은 0.5-18GHz와 같은 5-6 옥타브 밴드를 달성 할 수 있지만 500MHz 미만의 주파수 대역은 덮을 수 없습니다.
4, 온라인 전력 측정
Through-Type 전력 측정 기술에서 방향 커플러는 매우 중요한 장치입니다. 다음 그림은 일반적인 패스 스루 고전력 측정 시스템의 개략도를 보여줍니다. 테스트중인 앰프로부터의 순방향 전력은 방향 커플러의 순방향 커플 링 엔드 (터미널 3)에 의해 샘플링되고 전력계로 전송된다. 반사 전력은 역 커플 링 터미널 (터미널 4)에 의해 샘플링되고 전력계로 전송됩니다.
방향 커플러는 고전력 측정에 사용됩니다.
참고 : 하중으로부터 반사 된 전력을 수신하는 것 외에도 리버스 커플 링 터미널 (터미널 4)은 방향 커플러의 지향성에 의해 야기되는 전방 방향 (터미널 1)으로부터 누출 전력을 수신합니다. 반사 된 에너지는 테스터가 측정하고자하는 것이며, 누설력은 반사 된 전력 측정에서 주요 오류의 원인입니다. 반사 된 전력 및 누출 전력은 역 커플 링 엔드 (4 끝)에 중첩 된 다음 전력계로 전송됩니다. 두 신호의 전송 경로는 다르기 때문에 벡터 중첩입니다. 파워 미터로의 누출 전력 입력을 반사 전력과 비교할 수 있다면 상당한 측정 오류가 발생합니다.
물론, 하중 (종료 2)의 반사 전력은 전방 커플 링 엔드 (위의 그림에 표시되지 않음)로 누출됩니다. 그럼에도 불구하고, 그 크기는 전방 전력에 비해 최소이며, 이는 전진 강도를 측정합니다. 결과 오류는 무시할 수 있습니다.
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후 시간 : 20123 년 4 월 20 일