Усмерени спрежници су стандардне компоненте микроталаса/милиметарских таласа у микроталасним мерењима и другим микроталасним системима. Могу се користити за изолацију, раздвајање и мешање сигнала, као што су праћење снаге, стабилизација излазне снаге извора, изолација извора сигнала, испитивање фреквенције преноса и рефлексије итд. То је усмерени микроталасни делилац снаге и неопходна је компонента у модерним рефлектометрима са фреквенцијом промене. Обично постоји неколико врста, као што су таласовод, коаксијална линија, стрипаста линија и микротракаста линија.
Слика 1 је шематски дијаграм структуре. Углавном се састоји од два дела, главне линије и помоћне линије, које су међусобно повезане кроз различите облике малих рупа, прореза и празнина. Стога ће део улазне снаге са „1“ на крају главне линије бити повезан са секундарном линијом. Због интерференције или суперпозиције таласа, снага ће се преносити само дуж секундарне линије - у једном смеру (назива се „напред“) и у другом. Готово да нема преноса снаге у једном реду (назива се „назад“).
Слика 2 је унакрсни спрежник, један од портова у спрежнику је повезан са уграђеним одговарајућим оптерећењем.
Примена усмереног спрежника
1, за систем синтезе снаге
Усмерни спрежник од 3dB (обично познат као мост од 3dB) се обично користи у систему за синтезу фреквенција са више носача, као што је приказано на слици испод. Ова врста кола је уобичајена у затвореним дистрибуираним системима. Након што сигнали f1 и f2 из два појачала снаге прођу кроз усмерни спрежник од 3dB, излаз сваког канала садржи две фреквентне компоненте f1 и f2, а 3dB смањује амплитуду сваке фреквентне компоненте. Ако је један од излазних терминала повезан са апсорбујућим оптерећењем, други излаз се може користити као извор напајања пасивног система за мерење интермодулације. Ако је потребно додатно побољшати изолацију, можете додати неке компоненте као што су филтери и изолатори. Изолација добро дизајнираног моста од 3dB може бити већа од 33dB.
Усмерни спрежник се користи у систему за комбиновање снаге један.
Подручје усмереног канала, као још једна примена комбиновања снаге, приказано је на слици (а) испод. У овом колу, усмереност усмереног спрежника је паметно примењена. Под претпоставком да су степени спрезања оба спрежника 10dB, а усмереност оба 25dB, изолација између крајева f1 и f2 је 45dB. Ако су улази f1 и f2 оба 0dBm, комбиновани излаз је оба -10dBm. У поређењу са Вилкинсоновим спрежником на слици (б) испод (његова типична вредност изолације је 20dB), исти улазни сигнал од OdBm, након синтезе, износи -3dBm (без узимања у обзир губитка уметања). У поређењу са условом између узорка, повећавамо улазни сигнал на слици (а) за 7dB тако да његов излаз буде у складу са сликом (б). У овом тренутку, изолација између f1 и f2 на слици (а) „смањује се“ за 38 dB. Коначни резултат поређења је да је метод синтезе снаге усмереног спрежњака 18 dB виши од Вилкинсоновог спрежњака. Ова шема је погодна за мерење интермодулације десет појачавача.
У систему за комбиновање снаге 2 се користи усмерени спрежник
2, користи се за мерење отпорности на сметње пријемника или мерење лажних сигнала
У РФ систему за тестирање и мерење, често се може видети коло приказано на слици испод. Претпоставимо да је DUT (уређај или опрема која се тестира) пријемник. У том случају, сигнал сметњи суседног канала може се убризгати у пријемник преко спојног краја усмереног спрежника. Затим интегрисани тестер повезан са њима преко усмереног спрежника може тестирати отпор пријемника - перформансе хиљаду сметњи. Ако је DUT мобилни телефон, предајник телефона може се укључити помоћу свеобухватног тестера повезаног са спојним крајем усмереног спрежника. Затим се анализатор спектра може користити за мерење лажног излаза телефона. Наравно, нека кола за филтрирање треба додати пре анализатора спектра. Пошто овај пример разматра само примену усмерених спрежника, коло за филтрирање је изостављено.
Усмерни спрежник се користи за мерење против сметњи пријемника или лажне висине мобилног телефона.
У овом тестном колу, усмереност усмереног спрежњака је веома важна. Анализатор спектра повезан на пролазни крај жели само да прими сигнал са DUT-а и не жели да прими лозинку са спрежног краја.
3, за узорковање и праћење сигнала
Онлајн мерење и праћење предајника може бити једна од најчешће коришћених примена усмерених спрежника. Следећа слика приказује типичну примену усмерених спрежника за мерење на ћелијској базној станици. Претпоставимо да је излазна снага предајника 43dBm (20W), спрежни капацитет усмереног спрежника 30dB, губитак уметања (губитак на линији плус губитак спрежног сигнала) је 0,15dB. Крај спрежног сигнала има сигнал од 13dBm (20mW) који се шаље тестеру базне станице, директан излаз усмереног спрежника је 42,85dBm (19,3W), а цурење је... Снага на изолованој страни се апсорбује од стране оптерећења.
Усмерни спрежник се користи за мерење базне станице.
Скоро сви предајници користе ову методу за онлајн узорковање и праћење, и можда само ова метода може гарантовати тестирање перформанси предајника у нормалним радним условима. Међутим, треба напоменути да је исти тест предајника и да различити тестери имају различите бриге. Узимајући WCDMA базне станице као пример, оператери морају обратити пажњу на индикаторе у свом радном фреквентном опсегу (2110~2170MHz), као што су квалитет сигнала, снага у каналу, снага суседног канала итд. Према овој претпоставци, произвођачи ће на излазном крају базне станице инсталирати усмерени спрежник уског опсега (као што је 2110~2170MHz) како би пратили радне услове предајника у опсегу и слали га у контролни центар у било ком тренутку.
Ако је регулатор радио-фреквентног спектра - радио-мониторинг станица за тестирање индикатора меких базних станица, њен фокус је потпуно другачији. Према захтевима спецификације за управљање радиом, опсег тест фреквенција је проширен на 9kHz~12,75GHz, а тестирана базна станица је толико широка. Колико ће лажног зрачења бити генерисано у фреквентном опсегу и ометати нормалан рад других базних станица? То је брига радио-мониторинг станица. Тренутно је потребан усмерени спрежник са истим пропусним опсегом за узорковање сигнала, али усмерени спрежник који може да покрије 9kHz~12,75GHz изгледа да не постоји. Знамо да је дужина крака спрежнице усмереног спрежника повезана са његовом централном фреквенцијом. Пропусни опсег ултраширокопојасног усмереног спрежника може достићи опсеге од 5-6 октава, као што је 0,5-18GHz, али фреквентни опсег испод 500MHz не може бити покривен.
4, мерење снаге на мрежи
У технологији мерења снаге кроз систем, усмерени спрежник је веома важан уређај. Следећа слика приказује шематски дијаграм типичног пролазног система за мерење велике снаге. Снага директног преноса из појачавача који се тестира се узоркује помоћу краја усмереног спрежника за директан пренос (терминал 3) усмереног спрежника и шаље се мерачу снаге. Рефлектована снага се узоркује помоћу терминала за обрнути пренос (терминал 4) и шаље се мерачу снаге.
За мерење велике снаге користи се усмерени спрежник.
Напомена: Поред пријема рефлектоване снаге од оптерећења, терминал за обрнуту спрегу (терминал 4) такође прима снагу цурења из директног смера (терминал 1), што је узроковано усмереношћу усмереног спрега. Рефлектована енергија је оно што тестер жели да измери, а снага цурења је примарни извор грешака у мерењу рефлектоване снаге. Рефлектована снага и снага цурења се суперпонирају на крају обрнуте спреге (4 краја) и затим шаљу до мерача снаге. Пошто су путеви преноса два сигнала различити, то је векторска суперпозиција. Ако се улазна снага цурења до мерача снаге може упоредити са рефлектованом снагом, то ће произвести значајну грешку мерења.
Наравно, рефлектована снага са оптерећења (крај 2) ће такође цурити до краја са директним спојем (крај 1, није приказан на горњој слици). Ипак, њена величина је минимална у поређењу са директним спојем, који мери директну снагу. Добијена грешка се може занемарити.
Пекиншка компанија Rofea Optoelectronics Co., Ltd., са седиштем у кинеској „Силицијумској долини“ – Пекиншком Џонггуанцуну, је високотехнолошко предузеће посвећено пружању услуга домаћим и страним истраживачким институцијама, истраживачким институтима, универзитетима и научноистраживачком особљу предузећа. Наша компанија се првенствено бави независним истраживањем и развојем, пројектовањем, производњом и продајом оптоелектронских производа и пружа иновативна решења и професионалне, персонализоване услуге за научне истраживаче и индустријске инжењере. Након година независних иновација, формирала је богат и савршен низ фотоелектричних производа, који се широко користе у комуналној, војној, транспортној, електроенергетској, финансијској, образовној, медицинској и другим индустријама.
Радујемо се сарадњи са вама!
Време објаве: 20. април 2023.