Suuntakytkimet ovat mikroaalto-/millimetriaaltokomponentteja mikroaaltomittauksissa ja muissa mikroaaltojärjestelmissä.Niitä voidaan käyttää signaalin eristämiseen, erottamiseen ja sekoittamiseen, kuten tehon valvontaan, lähteen lähtötehon stabilointiin, signaalilähteen eristämiseen, lähetys- ja heijastustaajuuden pyyhkäisytestiin jne. Se on suunnattu mikroaaltotehon jakaja, ja se on välttämätön komponentti. nykyaikaisissa pyyhkäistaajuusheijastusmittareissa.Yleensä on olemassa useita tyyppejä, kuten aaltoputki, koaksiaalijohto, liuskajohto ja mikroliuska.
Kuva 1 on kaaviokuva rakenteesta.Se koostuu pääasiassa kahdesta osasta, päälinjasta ja apulinjasta, jotka on kytketty toisiinsa erilaisten pienten reikien, rakojen ja rakojen kautta.Siksi osa päälinjan "1":stä tulevasta tehosta kytketään toisiolinjaan.Aaltojen interferenssistä tai superpositiosta johtuen teho välittyy vain toissijaista linjaa pitkin - yksi suunta (kutsutaan "eteenpäin") ja toinen suunta. Tehonsiirtoa ei läheskään ole yhdessä järjestyksessä (kutsutaan "taakse")
Kuva 2 on poikkisuuntainen kytkin, yksi kytkimen porteista on kytketty sisäänrakennettuun sovituskuormaan.
Suuntakytkimen käyttö
1, tehosynteesijärjestelmälle
3dB:n suuntakytkintä (yleisesti tunnettu 3dB-sillana) käytetään yleensä monikantoaaltotaajuussynteesijärjestelmässä, kuten alla olevasta kuvasta näkyy.Tällainen piiri on yleinen hajautetuissa sisäjärjestelmissä.Kun signaalit f1 ja f2 kahdesta tehovahvistimesta kulkevat 3dB:n suuntakytkimen läpi, kunkin kanavan ulostulo sisältää kaksi taajuuskomponenttia f1 ja f2, ja 3dB pienentää kunkin taajuuskomponentin amplitudia.Jos toinen lähtöliittimistä on kytketty absorboivaan kuormaan, toista lähtöä voidaan käyttää passiivisen keskinäismodulaation mittausjärjestelmän teholähteenä.Jos haluat parantaa eristystä edelleen, voit lisätä joitain komponentteja, kuten suodattimia ja isolaattoreita.Hyvin suunnitellun 3dB-sillan eristys voi olla yli 33dB.
Suuntakytkintä käytetään tehonyhdistämisjärjestelmässä yksi.
Suuntakuilualue toisena tehon yhdistämisen sovelluksena on esitetty alla olevassa kuvassa (a).Tässä piirissä suuntakytkimen suuntaavuus on sovellettu taitavasti.Olettaen, että kahden kytkimen kytkentäasteet ovat molemmat 10 dB ja suuntaus on molemmat 25 dB, erotus f1- ja f2-päiden välillä on 45 dB.Jos f1- ja f2-tulot ovat molemmat 0dBm, yhdistetty lähtö on molemmat -10dBm.Verrattuna alla olevan kuvan (b) Wilkinson-kytkimeen (sen tyypillinen eristysarvo on 20 dB), sama OdBm:n tulosignaali on synteesin jälkeen -3 dBm (ottamatta huomioon välityshäviötä).Verrattuna näytteiden väliseen tilaan lisäämme kuvan (a) tulosignaalia 7 dB:llä, jotta sen lähtö on yhdenmukainen kuvan (b) kanssa.Tällä hetkellä erotus f1:n ja f2:n välillä kuvassa (a) "pienenee" "On 38 dB.Lopullinen vertailutulos on, että suuntakytkimen tehosynteesimenetelmä on 18dB suurempi kuin Wilkinson-kytkimen.Tämä menetelmä soveltuu kymmenen vahvistimen keskinäismodulaatiomittaukseen.
Tehonyhdistämisjärjestelmässä 2 käytetään suuntakytkintä
2, käytetään vastaanottimen häiriönestomittaukseen tai virhemittaukseen
RF-testaus- ja mittausjärjestelmässä alla olevassa kuvassa näkyvä piiri on usein nähtävissä.Oletetaan, että DUT (testattava laite tai laite) on vastaanotin.Siinä tapauksessa viereisen kanavan häiriösignaali voidaan injektoida vastaanottimeen suuntakytkimen kytkentäpään kautta.Sitten niihin suuntakytkimen kautta kytketty integroitu testeri voi testata vastaanottimen resistanssin – tuhannen häiriön suorituskyvyn.Jos DUT on matkapuhelin, puhelimen lähetin voidaan kytkeä päälle kattavalla testerillä, joka on liitetty suuntakytkimen kytkentäpäähän.Sitten voidaan käyttää spektrianalysaattoria mittaamaan kohtauspuhelimen virheellistä ulostuloa.Tietenkin joitain suodatinpiirejä tulisi lisätä ennen spektrianalysaattoria.Koska tässä esimerkissä käsitellään vain suuntakytkimien käyttöä, suodatinpiiri jätetään pois.
Suuntakytkintä käytetään vastaanottimen tai matkapuhelimen virheellisen korkeuden mittaamiseen.
Tässä testipiirissä suuntakytkimen suuntaavuus on erittäin tärkeä.Läpipäähän kytketty spektrianalysaattori haluaa vain vastaanottaa signaalin DUT:lta, ei halua vastaanottaa salasanaa kytkentäpäästä.
3, signaalin näytteenottoon ja valvontaan
Lähettimen online-mittaus ja valvonta voi olla yksi laajimmin käytetyistä suuntakytkimien sovelluksista.Seuraava kuva on tyypillinen suuntakytkimien sovellus solukkotukiaseman mittaukseen.Oletetaan, että lähettimen lähtöteho on 43dBm (20W), suuntakytkimen kytkentä.Kapasiteetti on 30 dB, lisäyshäviö (linjahäviö plus kytkentähäviö) on 0,15 dB.Kytkentäpäässä on 13dBm (20mW) signaali lähetetty tukiaseman testerille, suuntakytkimen suora lähtö on 42.85dBm (19.3W) ja vuoto on. Eristetyn puolen teho imeytyy kuormaan.
Suuntakytkintä käytetään tukiaseman mittaukseen.
Lähes kaikki lähettimet käyttävät tätä menetelmää online-näytteenottoon ja -valvontaan, ja ehkä vain tällä menetelmällä voidaan taata lähettimen suorituskykytesti normaaleissa työoloissa.Mutta on huomattava, että sama on lähettimen testi, ja eri testaajilla on erilaisia huolenaiheita.Esimerkkinä WCDMA-tukiasemat, operaattoreiden on kiinnitettävä huomiota toimintataajuuskaistansa (2110-2170MHz) indikaattoreihin, kuten signaalin laatuun, kanavan sisäiseen tehoon, viereisen kanavan tehoon jne. Tämän edellytyksen mukaan valmistajat asentavat tukiaseman lähtöpää Kapeakaistainen (kuten 2110-2170MHz) suuntakytkin lähettimen kaistan sisäisten työolosuhteiden tarkkailemiseksi ja lähettämiseksi ohjauskeskukseen milloin tahansa.
Jos se on radiotaajuusspektrin säätäjä - radiovalvonta-asema testaa pehmeät tukiaseman ilmaisimet, sen painopiste on täysin erilainen.Radion hallinnan eritelmien vaatimusten mukaisesti testitaajuusalue on laajennettu 9 kHz - 12,75 GHz:iin, ja testattu tukiasema on niin laaja.Kuinka paljon harhasäteilyä syntyy taajuuskaistalla ja se häiritsee muiden tukiasemien normaalia toimintaa?Radiovalvontaasemien huolenaihe.Tällä hetkellä signaalin näytteenottoon tarvitaan suuntakytkin, jolla on sama kaistanleveys, mutta suuntakytkintä, joka kattaisi taajuudet 9 kHz ~ 12,75 GHz, ei näytä olevan olemassa.Tiedämme, että suuntakytkimen kytkentävarren pituus on suhteessa sen keskitaajuuteen.Ultralaajakaistaisen suuntakytkimen kaistanleveys voi saavuttaa 5-6 oktaavikaistaa, kuten 0,5-18 GHz, mutta alle 500 MHz:n taajuuskaistaa ei voida kattaa.
4, online-tehonmittaus
Läpivirtaustyyppisessä tehonmittaustekniikassa suuntakytkin on erittäin kriittinen laite.Seuraavassa kuvassa on kaavio tyypillisestä suuren tehon mittausjärjestelmästä.Suuntakytkimen myötäkytkentäpää (liitin 3) ottaa näytteitä testin alla olevasta vahvistimesta ja lähettää tehomittarille.Heijastunut teho näytteistetään paluukytkimen liittimellä (liitin 4) ja lähetetään tehomittarille.
Suuntakytkintä käytetään suuren tehon mittaamiseen.
Huomioi: Sen lisäksi, että se vastaanottaa kuormasta heijastuneen tehon, peruutuskytkinliitin (liitin 4) saa myös vuototehoa eteenpäin suunnasta (liitin 1), joka johtuu suuntakytkimen suuntautumisesta.Heijastunut energia on se, mitä testaaja haluaa mitata, ja vuototeho on ensisijainen virhelähde heijastuneen tehon mittauksessa.Heijastunut teho ja vuototeho asetetaan vastakkaisen kytkimen päähän (4 päätä) ja lähetetään sitten tehomittarille.Koska näiden kahden signaalin siirtotiet ovat erilaiset, se on vektorien superpositio.Jos tehomittariin tulevaa vuototehoa voidaan Verrata heijastuneeseen tehoon, se tuottaa merkittävän mittausvirheen.
Kuormasta heijastuva teho (pää 2) vuotaa tietysti myös etukytkimen päähän (pää 1, ei näy yllä olevassa kuvassa).Silti sen suuruus on minimaalinen verrattuna eteenpäinvoimaan, joka mittaa eteenpäin voimakkuutta.Tuloksena oleva virhe voidaan jättää huomiotta.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., joka sijaitsee Kiinan "Piilaaksossa" - Beijing Zhongguancunissa, on korkean teknologian yritys, joka on omistautunut palvelemaan kotimaisia ja ulkomaisia tutkimuslaitoksia, tutkimuslaitoksia, yliopistoja ja yritysten tieteellistä tutkimushenkilöstöä.Yrityksemme toimii pääasiassa optoelektronisten tuotteiden itsenäiseen tutkimukseen ja kehittämiseen, suunnitteluun, valmistukseen, myyntiin ja tarjoaa innovatiivisia ratkaisuja ja ammattitaitoisia, yksilöllisiä palveluita tieteellisille tutkijoille ja teollisuusinsinööreille.Vuosien itsenäisen innovaation jälkeen se on muodostanut rikkaan ja täydellisen sarjan valosähköisiä tuotteita, joita käytetään laajalti kunnallis-, sotilas-, kuljetus-, sähkö-, rahoitus-, koulutus-, lääketieteen ja muilla aloilla.
Odotamme innolla yhteistyötä kanssasi!
Postitusaika: 20.4.2023