Smerové spojky sú štandardné mikrovlnné/milimetrové vlnové komponenty v mikrovlnných meraniach a iných mikrovlnných systémoch. Môžu byť použité na izoláciu, separáciu a zmiešavanie signálu, ako je monitorovanie výkonu, stabilizácia výstupného výkonu zdroja, izolácia zdroja signálu, test prenosovej a odrazovej frekvencie atď. Je to smerový mikrovlnný delič výkonu a je nepostrádateľnou súčasťou v moderných reflektometroch s rozmietanou frekvenciou. Zvyčajne existuje niekoľko typov, ako napríklad vlnovod, koaxiálne vedenie, páskové vedenie a mikropáskové vedenie.
Obrázok 1 je schematický diagram štruktúry. Zahŕňa hlavne dve časti, hlavnú a pomocnú šnúru, ktoré sú navzájom spojené cez rôzne formy malých otvorov, štrbín a medzier. Preto časť napájacieho vstupu z „1“ na konci hlavného vedenia bude prepojená so sekundárnym vedením. Kvôli interferencii alebo superpozícii vĺn bude výkon prenášaný iba pozdĺž sekundárneho vedenia – jedným smerom (nazývaným „dopredu“) a druhým. V jednom poradí (nazývanom „reverzný“) nedochádza takmer k žiadnemu prenosu výkonu.
Obrázok 2 je priečna spojka, jeden z portov spojky je pripojený k vstavanej zodpovedajúcej záťaži.
Aplikácia smerovej spojky
1, pre systém syntézy energie
3dB smerový väzobný člen (bežne známy ako 3dB mostík) sa zvyčajne používa v systéme frekvenčnej syntézy s viacerými nosnými, ako je znázornené na obrázku nižšie. Tento druh okruhu je bežný vo vnútorných distribuovaných systémoch. Potom, čo signály f1 a f2 z dvoch výkonových zosilňovačov prejdú cez 3dB smerovú spojku, výstup každého kanála obsahuje dve frekvenčné zložky f1 a f2 a 3dB znižuje amplitúdu každej frekvenčnej zložky. Ak je jedna z výstupných svoriek pripojená k absorbčnej záťaži, druhý výstup môže byť použitý ako zdroj energie pasívneho intermodulačného meracieho systému. Ak potrebujete ďalej zlepšiť izoláciu, môžete pridať niektoré komponenty, ako sú filtre a izolátory. Izolácia dobre navrhnutého 3dB mostíka môže byť viac ako 33dB.
Smerová spojka sa používa v systéme kombinovania výkonu jedna.
Oblasť smerového vpustu ako ďalšia aplikácia kombinovania výkonu je znázornená na obrázku (a) nižšie. V tomto obvode bola šikovne aplikovaná smerovosť smerovej spojky. Za predpokladu, že stupne väzby dvoch spojok sú 10 dB a smerovosť oboch 25 dB, izolácia medzi koncami f1 a f2 je 45 dB. Ak sú oba vstupy f1 a f2 0dBm, kombinovaný výstup je -10dBm. V porovnaní s Wilkinsonovým väzobným členom na obrázku (b) nižšie (jeho typická hodnota izolácie je 20 dB), rovnaký vstupný signál OdBm je po syntéze -3 dBm (bez zohľadnenia vložného úbytku). V porovnaní s medzivzorkovou podmienkou zvýšime vstupný signál na obrázku (a) o 7 dB, aby bol jeho výstup v súlade s obrázkom (b). V tomto čase sa izolácia medzi f1 a f2 na obrázku (a) „zmenšuje“ „je 38 dB. Konečným výsledkom porovnania je, že metóda syntézy výkonu smerovej spojky je o 18 dB vyššia ako u Wilkinsonovej spojky. Táto schéma je vhodná na intermodulačné meranie desiatich zosilňovačov.
V systéme kombinovania výkonu 2 sa používa smerová spojka
2, používané na meranie proti rušeniu prijímača alebo rušivé meranie
V RF testovacom a meracom systéme je často možné vidieť obvod znázornený na obrázku nižšie. Predpokladajme, že DUT (testované zariadenie alebo zariadenie) je prijímač. V tomto prípade môže byť do prijímača privedený interferenčný signál susedného kanála cez spojovací koniec smerového prepojovacieho člena. Potom integrovaný tester, ktorý je k nim pripojený cez smerovú spojku, môže otestovať odpor prijímača – výkon tisícky rušenia. Ak je DUT mobilný telefón, vysielač telefónu môže byť zapnutý komplexným testerom pripojeným ku koncu spojky smerovej spojky. Potom je možné použiť spektrálny analyzátor na meranie falošného výstupu scénického telefónu. Samozrejme, pred spektrálny analyzátor by sa mali pridať nejaké filtračné obvody. Pretože tento príklad pojednáva len o aplikácii smerových spojok, filtračný obvod je vynechaný.
Smerová spojka sa používa na meranie proti rušeniu prijímača alebo falošnej výšky mobilného telefónu.
V tomto testovacom okruhu je veľmi dôležitá smerovosť smerovej spojky. Spektrálny analyzátor pripojený k priechodnému koncu chce iba prijímať signál z DUT a nechce prijímať heslo z prepojovacieho konca.
3, na vzorkovanie a monitorovanie signálu
Online meranie a monitorovanie vysielača môže byť jednou z najpoužívanejších aplikácií smerových spojok. Nasledujúci obrázok je typická aplikácia smerových väzobných členov na meranie bunkovej základňovej stanice. Predpokladajme, že výstupný výkon vysielača je 43dBm (20W), čo je spojenie smerovej spojky. Kapacita je 30 dB, vložný útlm (strata vedenia plus strata väzby) je 0,15 dB. Koniec spojky má 13 dBm (20 mW) signál odoslaný do testera základňovej stanice, priamy výstup smerovej spojky je 42,85 dBm (19,3 W) a únik je Výkon na izolovanej strane je absorbovaný záťažou.
Smerová spojka sa používa na meranie základňovej stanice.
Takmer všetky vysielače používajú túto metódu na online odber vzoriek a monitorovanie a možno len táto metóda môže zaručiť test výkonu vysielača za normálnych pracovných podmienok. Treba však poznamenať, že to isté je test vysielača a rôzni testeri majú rôzne obavy. Ak si vezmeme základňové stanice WCDMA ako príklad, operátori musia venovať pozornosť indikátorom vo svojom pracovnom frekvenčnom pásme (2110~2170 MHz), ako je kvalita signálu, výkon v rámci kanála, výkon susedného kanála atď. Podľa tohto predpokladu výrobcovia nainštalujú výstupný koniec základňovej stanice Úzkopásmový (napríklad 2110~2170MHz) smerový väzobný člen na monitorovanie vnútropásmových pracovných podmienok vysielača a jeho odoslanie do riadiaceho centra kedykoľvek.
Ak je to regulátor rádiového frekvenčného spektra – rádiová monitorovacia stanica na testovanie indikátorov mäkkých základňových staníc, jeho zameranie je úplne iné. Podľa požiadaviek špecifikácie správy rádia je rozsah testovacej frekvencie rozšírený na 9 kHz ~ 12,75 GHz a testovaná základňová stanica je taká široká. Koľko rušivého žiarenia sa bude generovať vo frekvenčnom pásme a bude rušiť bežnú prevádzku iných základňových staníc? Problém rádiových monitorovacích staníc. V súčasnosti je na vzorkovanie signálu potrebný smerový väzobný člen s rovnakou šírkou pásma, ale zdá sa, že smerový člen, ktorý dokáže pokryť 9 kHz ~ 12,75 GHz, neexistuje. Vieme, že dĺžka spojovacieho ramena smerovej spojky súvisí s jej stredovou frekvenciou. Šírka pásma ultraširokopásmového smerového väzobného člena môže dosiahnuť 5-6 oktávové pásma, napríklad 0,5-18 GHz, ale frekvenčné pásmo pod 500 MHz nie je možné pokryť.
4, online meranie výkonu
V technológii priebežného merania výkonu je smerová spojka veľmi kritickým zariadením. Nasledujúci obrázok znázorňuje schematický diagram typického priechodného vysokovýkonného meracieho systému. Dopredný výkon z testovaného zosilňovača je vzorkovaný predným spojovacím koncom (svorka 3) smerového spojovacieho člena a posielaný do merača výkonu. Odrazený výkon je vzorkovaný svorkou spätnej väzby (svorka 4) a odoslaný do merača výkonu.
Na meranie vysokého výkonu sa používa smerová spojka.
Poznámka: Okrem prijímania odrazenej energie od záťaže prijíma spätná spojovacia svorka (svorka 4) aj zvodovú energiu z dopredného smeru (svorka 1), čo je spôsobené smerovosťou smerovej spojky. Odrazená energia je to, čo tester dúfa, že bude merať, a únikový výkon je primárnym zdrojom chýb pri meraní odrazeného výkonu. Odrazený výkon a zvodový výkon sú superponované na konci spätnej spojky (4 konce) a potom odoslané do merača výkonu. Keďže prenosové cesty týchto dvoch signálov sú rôzne, ide o vektorovú superpozíciu. Ak je možné porovnať zvodový príkon do merača výkonu s odrazeným výkonom, spôsobí to značnú chybu merania.
Samozrejme, odrazený výkon od záťaže (koniec 2) bude tiež unikať na koniec prednej spojky (koniec 1, nie je znázornený na obrázku vyššie). Napriek tomu je jeho veľkosť minimálna v porovnaní s doprednou silou, ktorá meria silu vpred. Výslednú chybu je možné ignorovať.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. so sídlom v čínskom „Silicon Valley“ – Beijing Zhongguancun, je high-tech podnik, ktorý slúži domácim a zahraničným výskumným inštitúciám, výskumným ústavom, univerzitám a podnikovým vedeckým výskumným pracovníkom. Naša spoločnosť sa zaoberá hlavne nezávislým výskumom a vývojom, dizajnom, výrobou, predajom optoelektronických produktov a poskytuje inovatívne riešenia a profesionálne personalizované služby pre vedeckých výskumníkov a priemyselných inžinierov. Po rokoch nezávislých inovácií vytvorila bohatú a dokonalú sériu fotoelektrických produktov, ktoré sa široko používajú v komunálnom, vojenskom, dopravnom, elektroenergetike, financiách, školstve, zdravotníctve a iných odvetviach.
Tešíme sa na spoluprácu s Vami!
Čas odoslania: 20. apríla 2023