Các bộ ghép định hướng là các thành phần sóng vi sóng/milimet tiêu chuẩn trong phép đo vi sóng và các hệ thống vi sóng khác. Chúng có thể được sử dụng để phân lập tín hiệu, phân tách và trộn, chẳng hạn như giám sát công suất, ổn định công suất đầu ra nguồn, cách ly nguồn tín hiệu, truyền và kiểm tra quét tần số phản xạ, v.v ... Nó là một bộ chia công suất vi sóng định hướng và nó là một thành phần không thể thiếu trong các phản xạ tần số quét hiện đại. Thông thường, có một số loại, chẳng hạn như ống dẫn sóng, đường đồng trục, đường dây và microstrip.
Hình 1 là một sơ đồ sơ đồ của cấu trúc. Nó chủ yếu bao gồm hai phần, đường chính và đường phụ, được ghép nối với nhau thông qua các dạng lỗ nhỏ, khe và khoảng trống khác nhau. Do đó, một phần của đầu vào công suất từ 1 1 trên đầu dòng chính sẽ được ghép nối với dòng thứ cấp. Do sự can thiệp hoặc chồng chất của sóng, sức mạnh sẽ chỉ được truyền dọc theo hướng một đường thứ cấp (được gọi là chuyển tiếp trước), và cái kia hầu như không có truyền điện theo một thứ tự (được gọi là đảo ngược)
Hình 2 là một bộ ghép ngang, một trong các cổng trong bộ ghép được kết nối với tải phù hợp tích hợp.
Áp dụng bộ ghép định hướng
1, cho hệ thống tổng hợp sức mạnh
Một bộ ghép định hướng 3DB (thường được gọi là cầu 3DB) thường được sử dụng trong hệ thống tổng hợp tần số đa mang, như trong hình dưới đây. Loại mạch này là phổ biến trong các hệ thống phân tán trong nhà. Sau khi các tín hiệu F1 và F2 từ hai bộ khuếch đại công suất đi qua bộ ghép định hướng 3DB, đầu ra của mỗi kênh chứa hai thành phần tần số F1 và F2 và 3DB làm giảm biên độ của từng thành phần tần số. Nếu một trong các đầu ra đầu ra được kết nối với tải trọng hấp thụ, đầu ra khác có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng của hệ thống đo lường chuyển đổi thụ động. Nếu bạn cần cải thiện sự cô lập hơn nữa, bạn có thể thêm một số thành phần như bộ lọc và bộ cách ly. Sự cô lập của một cây cầu 3DB được thiết kế tốt có thể hơn 33dB.
Bộ ghép định hướng được sử dụng trong hệ thống kết hợp công suất một.
Khu vực hướng định hướng như một ứng dụng khác của sự kết hợp công suất được thể hiện trong Hình (a) bên dưới. Trong mạch này, tính trực tiếp của bộ ghép định hướng đã được áp dụng một cách khéo léo. Giả sử rằng các mức độ khớp nối của hai khớp nối đều là 10dB và chỉ thị là cả 25DB, sự cô lập giữa các đầu F1 và F2 là 45dB. Nếu các đầu vào của F1 và F2 đều là 0DBM, đầu ra kết hợp là cả -10dBM. So với bộ ghép Wilkinson trong hình (b) bên dưới (giá trị cách ly điển hình của nó là 20dB), tín hiệu đầu vào tương tự của ODBM, sau khi tổng hợp, có -3dBm (mà không xem xét mất chèn). So với điều kiện giữa các mẫu, chúng tôi tăng tín hiệu đầu vào trong Hình (a) 7dB để đầu ra của nó phù hợp với hình (b). Tại thời điểm này, sự cô lập giữa F1 và F2 trong Hình (a) Giảm giá trị là 38 dB. Kết quả so sánh cuối cùng là phương pháp tổng hợp công suất của bộ ghép định hướng cao hơn 18dB so với khớp nối Wilkinson. Sơ đồ này phù hợp cho phép đo xen kẽ của mười bộ khuếch đại.
Một bộ ghép định hướng được sử dụng trong hệ thống kết hợp công suất 2
2, được sử dụng để đo lường chống can thiệp hoặc đo lường giả mạo
Trong hệ thống kiểm tra và đo lường RF, mạch hiển thị trong hình dưới đây thường có thể được nhìn thấy. Giả sử DUT (thiết bị hoặc thiết bị được kiểm tra) là một máy thu. Trong trường hợp đó, một tín hiệu nhiễu kênh liền kề có thể được đưa vào máy thu thông qua đầu khớp nối của bộ ghép định hướng. Sau đó, một người kiểm tra tích hợp được kết nối với chúng thông qua bộ ghép định hướng có thể kiểm tra điện trở của máy thu, hiệu suất nhiễu hàng ngàn. Nếu DUT là điện thoại di động, máy phát điện thoại có thể được bật bởi một máy kiểm tra toàn diện được kết nối với đầu ghép của bộ ghép định hướng. Sau đó, một máy phân tích phổ có thể được sử dụng để đo đầu ra giả của điện thoại cảnh. Tất nhiên, một số mạch lọc nên được thêm vào trước khi phân tích phổ. Vì ví dụ này chỉ thảo luận về việc áp dụng các khớp nối định hướng, mạch lọc bị bỏ qua.
Bộ ghép định hướng được sử dụng để đo chống can thiệp của máy thu hoặc chiều cao giả của điện thoại di động.
Trong mạch thử nghiệm này, chỉ thị của bộ ghép định hướng là rất quan trọng. Máy phân tích phổ kết nối với đầu đến chỉ muốn nhận tín hiệu từ DUT và không muốn nhận mật khẩu từ đầu khớp nối.
3, để lấy mẫu và giám sát tín hiệu
Máy phát và giám sát trực tuyến có thể là một trong những ứng dụng được sử dụng rộng rãi nhất của các bộ ghép định hướng. Hình dưới đây là một ứng dụng điển hình của các khớp nối định hướng để đo trạm gốc của tế bào. Giả sử công suất đầu ra của máy phát là 43dbm (20W), khớp nối của bộ ghép định hướng. Công suất là 30dB, tổn thất chèn (tổn thất dòng cộng với mất khớp nối) là 0,15dB. Đầu ghép có tín hiệu 13dBm (20MW) được gửi đến máy kiểm tra trạm gốc, đầu ra trực tiếp của bộ ghép định hướng là 42,85dBm (19.3W) và rò rỉ là nguồn điện ở phía bị cô lập được hấp thụ bởi tải.
Bộ ghép định hướng được sử dụng để đo trạm gốc.
Hầu như tất cả các máy phát đều sử dụng phương pháp này để lấy mẫu và giám sát trực tuyến, và có lẽ chỉ phương pháp này mới có thể đảm bảo kiểm tra hiệu suất của máy phát trong điều kiện làm việc bình thường. Nhưng cần lưu ý rằng điều tương tự là thử nghiệm máy phát, và những người thử nghiệm khác nhau có những mối quan tâm khác nhau. Lấy các trạm cơ sở WCDMA làm ví dụ, các nhà khai thác phải chú ý đến các chỉ số trong dải tần số làm việc của họ (2110 ~ 2170 MHz), chẳng hạn như chất lượng tín hiệu, công suất trong kênh, công suất kênh liền kề, v.v. bất cứ lúc nào.
Nếu đó là bộ điều chỉnh phổ tần số vô tuyến-trạm giám sát vô tuyến để kiểm tra các chỉ báo trạm gốc, trọng tâm của nó hoàn toàn khác nhau. Theo các yêu cầu đặc tả quản lý vô tuyến, dải tần số thử nghiệm được mở rộng đến 9kHz ~ 12,75GHz và trạm gốc được thử nghiệm rất rộng. Bao nhiêu bức xạ giả sẽ được tạo ra trong dải tần và can thiệp vào hoạt động thường xuyên của các trạm cơ sở khác? Một mối quan tâm của các trạm giám sát vô tuyến. Tại thời điểm này, một bộ ghép định hướng có cùng băng thông là cần thiết để lấy mẫu tín hiệu, nhưng một bộ ghép định hướng có thể bao phủ 9kHz ~ 12,75GHz dường như không tồn tại. Chúng ta biết rằng chiều dài của cánh tay khớp nối của một bộ ghép định hướng có liên quan đến tần số trung tâm của nó. Băng thông của một bộ ghép định hướng cực rộng có thể đạt được các dải 5-6 quãng tám, chẳng hạn như 0,5-18GHz, nhưng dải tần số dưới 500 MHz không thể được bảo hiểm.
4, Đo lường sức mạnh trực tuyến
Trong công nghệ đo lường năng lượng thông qua, bộ ghép định hướng là một thiết bị rất quan trọng. Hình dưới đây cho thấy sơ đồ của một hệ thống đo lường công suất cao thông thường. Công suất chuyển tiếp từ bộ khuếch đại được thử nghiệm được lấy mẫu bởi đầu khớp nối chuyển tiếp (đầu 3) của bộ ghép định hướng và được gửi đến đồng hồ đo điện. Công suất phản xạ được lấy mẫu bởi thiết bị đầu cuối khớp nối ngược (thiết bị đầu cuối 4) và được gửi đến đồng hồ đo điện.
Một bộ ghép định hướng được sử dụng để đo công suất cao.
Xin lưu ý: Ngoài việc nhận công suất phản xạ từ tải, thiết bị đầu cuối ghép ngược (thiết bị đầu cuối 4) còn nhận được công suất rò rỉ từ hướng về phía trước (đầu 1), do tính trực tiếp của bộ ghép hướng. Năng lượng phản xạ là những gì người kiểm tra hy vọng sẽ đo, và sức mạnh rò rỉ là nguồn lỗi chính trong phép đo công suất phản xạ. Sức mạnh và công suất rò rỉ được phản xạ được đặt chồng lên ở đầu khớp nối ngược (4 đầu) và sau đó được gửi đến đồng hồ đo điện. Vì các đường dẫn truyền của hai tín hiệu là khác nhau, nên nó là một sự chồng chất vector. Nếu công suất rò rỉ đầu vào vào đồng hồ đo công suất có thể được so sánh với công suất phản xạ, nó sẽ tạo ra một lỗi đo lường đáng kể.
Tất nhiên, công suất phản xạ từ tải (đầu 2) cũng sẽ rò rỉ đến đầu khớp nối phía trước (kết thúc 1, không được hiển thị trong hình trên). Tuy nhiên, cường độ của nó là tối thiểu so với công suất chuyển tiếp, đo sức mạnh về phía trước. Lỗi kết quả có thể được bỏ qua.
Công ty TNHH Bắc Kinh Rofea Optoelectronics nằm ở Thung lũng Silicon Thung lũng Silicon-Bắc Kinh Zhongguacun, là một doanh nghiệp công nghệ cao dành riêng để phục vụ các tổ chức nghiên cứu trong nước và nước ngoài, viện nghiên cứu, trường đại học và nhân viên nghiên cứu khoa học doanh nghiệp. Công ty chúng tôi chủ yếu tham gia vào nghiên cứu và phát triển, thiết kế, sản xuất, bán các sản phẩm quang điện tử và cung cấp các giải pháp sáng tạo và các dịch vụ cá nhân, chuyên nghiệp cho các nhà nghiên cứu khoa học và kỹ sư công nghiệp. Sau nhiều năm đổi mới độc lập, nó đã hình thành một loạt các sản phẩm quang điện phong phú và hoàn hảo, được sử dụng rộng rãi trong thành phố, quân sự, vận tải, năng lượng điện, tài chính, giáo dục, y tế và các ngành công nghiệp khác.
Chúng tôi rất mong được hợp tác với bạn!
Thời gian đăng: Tháng 4 năm 20-2023