Kryptiniai jungikliai yra standartiniai mikrobangų/milimetrinių bangų komponentai mikrobangų matavimo ir kitose mikrobangų sistemose. Jie gali būti naudojami signalo izoliacijai, atskyrimui ir maišymui, pvz., galios stebėjimui, šaltinio išėjimo galios stabilizavimui, signalo šaltinio izoliacijai, perdavimo ir atspindžio dažnio šlavimo bandymui ir kt. Tai kryptinis mikrobangų galios daliklis ir yra nepakeičiamas komponentas šiuolaikiniuose šlavimo dažnio reflektometruose. Paprastai yra keletas tipų, tokių kaip bangolaidis, bendraašis linijinis, juostinis ir mikrojuostelinis.
1 paveiksle pavaizduota konstrukcijos schema. Ją daugiausia sudaro dvi dalys: pagrindinė ir pagalbinė linijos, kurios sujungtos viena su kita per įvairias mažas skylutes, plyšius ir tarpus. Todėl dalis energijos, tiekiamos iš „1“ pagrindinės linijos gale, bus sujungta su antrine linija. Dėl bangų interferencijos arba superpozicijos energija bus perduodama tik antrine linija – viena kryptimi (vadinama „tiesiogine“), o kita. Viena kryptimi (vadinama „atgaline“) energijos perdavimo beveik nėra.
2 paveiksle pavaizduota kryžminė jungtis, kurioje vienas iš prievadų yra prijungtas prie įmontuotos atitinkamos apkrovos.
Kryptinio jungiklio taikymas
1, energijos sintezės sistemai
3dB kryptinis jungiklis (paprastai vadinamas 3dB tiltu) dažniausiai naudojamas daugianešlio dažnio sintezės sistemoje, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Šio tipo grandinė įprasta paskirstytose patalpose esančiose sistemose. Kai dviejų galios stiprintuvų signalai f1 ir f2 praeina per 3dB kryptinį jungiklį, kiekvieno kanalo išėjime yra dvi dažnio komponentės f1 ir f2, o 3dB sumažina kiekvienos dažnio komponentės amplitudę. Jei vienas iš išėjimo gnybtų yra prijungtas prie sugeriančios apkrovos, kitas išėjimas gali būti naudojamas kaip pasyvios intermoduliacijos matavimo sistemos maitinimo šaltinis. Jei reikia dar labiau pagerinti izoliaciją, galite pridėti keletą komponentų, tokių kaip filtrai ir izoliatoriai. Gerai suprojektuoto 3dB tilto izoliacija gali būti didesnė nei 33dB.
Kryptinis jungiklis naudojamas pirmoje energijos sujungimo sistemoje.
Kryptinis griovelių plotas, kaip dar vienas galios sujungimo pritaikymas, parodytas (a) paveiksle. Šioje grandinėje kryptinio jungiklio kryptingumas buvo sumaniai pritaikytas. Darant prielaidą, kad abiejų jungiklių sujungimo laipsniai yra 10 dB, o abiejų jungiklių kryptingumas yra 25 dB, izoliacija tarp f1 ir f2 galų yra 45 dB. Jei f1 ir f2 įėjimai yra 0 dBm, bendras išėjimas yra -10 dBm. Palyginti su (b) paveiksle pavaizduotu Wilkinson jungikliu (jo tipinė izoliacijos vertė yra 20 dBm), tas pats 0 dBm įėjimo signalas po sintezės yra -3 dBm (neatsižvelgiant į įterpties nuostolius). Palyginti su tarpdisciplininiu režimu, (a) paveiksle pavaizduotą įėjimo signalą padidiname 7 dB, kad jo išėjimas atitiktų (b) paveiksle pavaizduotą signalą. Šiuo metu (a) paveiksle pavaizduota izoliacija tarp f1 ir f2 „sumažėja“ 38 dB. Galutinis palyginimo rezultatas yra tas, kad kryptinio jungiklio galios sintezės metodas yra 18 dB didesnis nei Wilkinsono jungiklio. Ši schema tinka dešimties stiprintuvų intermoduliacijos matavimui.
Kryptinis jungiklis naudojamas energijos sujungimo sistemoje 2
2, naudojamas imtuvo apsaugos nuo trukdžių matavimui arba klaidingam matavimui
RF bandymų ir matavimų sistemoje dažnai galima pamatyti paveikslėlyje pateiktą grandinę. Tarkime, kad bandomasis įrenginys (DUT) yra imtuvas. Tokiu atveju gretimo kanalo trukdžių signalas gali būti įleistas į imtuvą per kryptinės jungties jungtį. Tada prie jų per kryptinę jungtį prijungtas integruotas testeris gali patikrinti imtuvo varžą – tūkstančio trukdžių charakteristikas. Jei bandomasis įrenginys yra mobilusis telefonas, telefono siųstuvą gali įjungti išsamus testeris, prijungtas prie kryptinės jungties jungties galo. Tada spektro analizatorius gali būti naudojamas scenos telefono parazitinei išvesčiai matuoti. Žinoma, prieš spektro analizatorių reikėtų pridėti keletą filtrų grandinių. Kadangi šiame pavyzdyje aptariamas tik kryptinių jungčių taikymas, filtro grandinė praleidžiama.
Kryptinis jungiklis naudojamas imtuvo arba mobiliojo telefono klaidingo aukščio matavimui nuo trukdžių.
Šioje bandymo grandinėje kryptinio jungiklio kryptingumas yra labai svarbus. Prie pereinamojo galo prijungtas spektro analizatorius nori priimti tik signalą iš tiriamojo įrenginio ir nenori gauti slaptažodžio iš jungiamojo galo.
3, signalo mėginių ėmimui ir stebėjimui
Siųstuvo tiesioginis matavimas ir stebėjimas gali būti vienas iš plačiausiai naudojamų kryptinių jungčių pritaikymų. Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas tipinis kryptinių jungčių pritaikymas mobiliojo ryšio bazinių stočių matavimui. Tarkime, kad siųstuvo išėjimo galia yra 43 dBm (20 W), kryptinės jungtys yra sujungtos. Talpa yra 30 dB, įterpties nuostoliai (linijos nuostoliai plius sujungimo nuostoliai) yra 0,15 dB. Sujungimo gale į bazinės stoties testerį siunčiamas 13 dBm (20 mW) signalas, kryptinės jungtys tiesiogiai išveda 42,85 dBm (19,3 W), o nuotėkis yra . Izoliuotos pusės galią sugeria apkrova.
Kryptinis jungiklis naudojamas bazinės stoties matavimui.
Beveik visi siųstuvai naudoja šį metodą internetiniam mėginių ėmimui ir stebėjimui, ir galbūt tik šis metodas gali garantuoti siųstuvo veikimo bandymą įprastomis darbo sąlygomis. Tačiau reikėtų pažymėti, kad tas pats yra ir su siųstuvo bandymu, ir skirtingi testuotojai turi skirtingus rūpesčius. Pavyzdžiui, WCDMA bazinėse stotyse operatoriai turi atkreipti dėmesį į savo darbo dažnių juostos (2110–2170 MHz) rodiklius, tokius kaip signalo kokybė, galia kanale, gretimų kanalų galia ir kt. Remdamiesi šia prielaida, gamintojai bazinės stoties išėjimo gale įrengs siaurajuostį (pvz., 2110–2170 MHz) kryptinį jungiklio elementą, kad būtų galima stebėti siųstuvo darbo sąlygas juostoje ir bet kuriuo metu siųsti duomenis į valdymo centrą.
Jei tai yra radijo dažnių spektro reguliatorius – radijo stebėjimo stotis, skirta minkštųjų bazinių stočių indikatoriams testuoti, jos dėmesys yra visiškai kitoks. Pagal radijo valdymo specifikacijų reikalavimus, bandymo dažnių diapazonas yra išplėstas iki 9 kHz ~ 12,75 GHz, o bandymo bazinė stotis yra tokia plati. Kiek šalutinės spinduliuotės bus generuojama dažnių juostoje ir trukdys kitų bazinių stočių įprastam darbui? Tai yra radijo stebėjimo stočių rūpestis. Šiuo metu signalo atrankai reikalingas kryptinis jungiklis su tokiu pačiu pralaidumu, tačiau kryptinis jungiklis, galintis apimti 9 kHz ~ 12,75 GHz, atrodo, neegzistuoja. Žinome, kad kryptinio jungiklio jungiamosios svirties ilgis yra susijęs su jo centriniu dažniu. Itin plačiajuosčio kryptinio jungiklio pralaidumas gali pasiekti 5–6 oktavų juostas, pvz., 0,5–18 GHz, tačiau dažnių juostos žemiau 500 MHz aprėpti negalima.
4, internetinis galios matavimas
Kietojo tipo galios matavimo technologijoje kryptinis jungiklis yra labai svarbus įrenginys. Šiame paveikslėlyje parodyta tipinės praleidžiamosios didelės galios matavimo sistemos schema. Bandomojo stiprintuvo tiesioginė galia imama kryptinio jungiklio tiesioginės jungties galu (3 gnybtas) ir siunčiama į galios skaitiklį. Atspindėta galia imama atgalinės jungties gnybtu (4 gnybtas) ir siunčiama į galios skaitiklį.
Didelės galios matavimui naudojamas kryptinis jungiklis.
Atkreipkite dėmesį: Be apkrovos atspindėtos galios, atvirkštinės jungties gnybtas (4 gnybtas) taip pat gauna nuotėkio galią iš tiesioginės krypties (1 gnybtas), kurią sukelia kryptinės jungties kryptingumas. Atspindėta energija yra tai, ką testeris tikisi išmatuoti, o nuotėkio galia yra pagrindinis atspindėtos galios matavimo paklaidų šaltinis. Atspindėta galia ir nuotėkio galia yra uždedamos ant atvirkštinės jungties galo (4 galai) ir tada siunčiamos į galios skaitiklį. Kadangi dviejų signalų perdavimo keliai skiriasi, tai yra vektorinė superpozicija. Jei nuotėkio galios įvestį į galios skaitiklį galima palyginti su atspindėta galia, tai sukels didelę matavimo paklaidą.
Žinoma, atspindėta galia nuo apkrovos (2 galas) taip pat nutekės į tiesioginės jungties galą (1 galas, neparodytas aukščiau esančiame paveikslėlyje). Vis dėlto jos dydis yra minimalus, palyginti su tiesiogine galia, kuri matuoja tiesioginės jungties stiprumą. Gautą paklaidą galima ignoruoti.
Kinijos „Silicio slėnyje“ – Pekino Zhongguancune – įsikūrusi aukštųjų technologijų įmonė „Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd.“ yra skirta aptarnauti šalies ir užsienio mokslinių tyrimų įstaigas, tyrimų institutus, universitetus ir įmonių mokslinių tyrimų personalą. Mūsų įmonė daugiausia užsiima nepriklausomais optoelektronikos gaminių tyrimais ir plėtra, projektavimu, gamyba, pardavimu ir teikia novatoriškus sprendimus bei profesionalias, suasmenintas paslaugas mokslo tyrėjams ir pramonės inžinieriams. Po daugelio metų savarankiškų inovacijų ji suformavo turtingą ir tobulą fotoelektrinių gaminių seriją, kuri plačiai naudojama savivaldybių, kariuomenės, transporto, elektros energetikos, finansų, švietimo, medicinos ir kitose pramonės šakose.
Laukiame bendradarbiavimo su jumis!
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 20 d.