Gli accoppiatori direzionali sono un'importante tipologia di dispositivo per l'elaborazione del segnale. La loro funzione principale è quella di campionare segnali RF con un grado di accoppiamento predeterminato, garantendo un elevato isolamento tra le porte di segnale e le porte di campionamento, a supporto di analisi, misurazione ed elaborazione per numerose applicazioni. Essendo dispositivi passivi, funzionano anche in direzione inversa, con segnali iniettati nel percorso principale in base alla direzionalità e al grado di accoppiamento del dispositivo. Esistono diverse varianti nella configurazione degli accoppiatori direzionali, come vedremo in seguito.
Definizioni
Idealmente, un accoppiatore dovrebbe essere senza perdite, adattato e reciproco. Le proprietà fondamentali delle reti a tre e quattro porte sono isolamento, accoppiamento e direttività, i cui valori vengono utilizzati per caratterizzare gli accoppiatori. Un accoppiatore ideale ha direttività e isolamento infiniti, insieme a un fattore di accoppiamento selezionato per l'applicazione prevista.
Lo schema funzionale in Figura 1 illustra il funzionamento di un accoppiatore direzionale, seguito da una descrizione dei relativi parametri prestazionali. Lo schema superiore rappresenta un accoppiatore a 4 porte, che include sia porte accoppiate (in avanti) che isolate (inverse o riflesse). Lo schema inferiore rappresenta una struttura a 3 porte, che elimina la porta isolata. Questa configurazione viene utilizzata in applicazioni che necessitano di una sola uscita accoppiata in avanti. L'accoppiatore a 3 porte può essere collegato anche in direzione inversa, dove la porta precedentemente accoppiata diventa la porta isolata.
Figura 1: Baseaccoppiatore direzionaleconfigurazioni
Caratteristiche prestazionali:
Fattore di accoppiamento: indica la frazione della potenza in ingresso (a P1) che viene erogata alla porta accoppiata, P3
Direttività: Questa è una misura della capacità dell'accoppiatore di separare le onde che si propagano in direzione diretta e inversa, come osservato alle porte accoppiate (P3) e isolate (P4).
Isolamento: indica la potenza erogata al carico non accoppiato (P4)
Perdita di inserzione: tiene conto della potenza in ingresso (P1) erogata alla porta di trasmissione (P2), che viene ridotta dalla potenza erogata alle porte accoppiate e isolate.
I valori di queste caratteristiche in dB sono:
Accoppiamento = C = 10 log (P1/P3)
Direttività = D = 10 log (P3/P4)
Isolamento = I = 10 log (P1/P4)
Perdita di inserzione = L = 10 log (P1/P2)
Tipi di accoppiatori
Questo tipo di accoppiatore ha tre porte accessibili, come mostrato in Fig. 2, dove la quarta porta è terminata internamente per fornire la massima direttività. La funzione base di un accoppiatore direzionale è quella di campionare il segnale isolato (inverso). Un'applicazione tipica è la misurazione della potenza riflessa (o indirettamente, del VSWR). Sebbene possa essere collegato in senso inverso, questo tipo di accoppiatore non è reciproco. Poiché una delle porte accoppiate è terminata internamente, è disponibile un solo segnale accoppiato. Nella direzione diretta (come mostrato), la porta accoppiata campiona l'onda inversa, ma se collegata nella direzione inversa (ingresso RF a destra), la porta accoppiata campionerebbe l'onda diretta, attenuata dal fattore di accoppiamento. Con questo collegamento, il dispositivo può essere utilizzato come campionatore per la misurazione del segnale o per fornire una porzione del segnale di uscita a un circuito di retroazione.
Figura 2: Accoppiatore direzionale da 50 Ohm
Vantaggi:
1. Le prestazioni possono essere ottimizzate per il percorso in avanti
2. Elevata direttività e isolamento
3. La direttività di un accoppiatore è fortemente influenzata dall'adattamento di impedenza fornito dalla terminazione sulla porta isolata. Fornire tale terminazione internamente garantisce prestazioni elevate.
Svantaggi:
1. L'accoppiamento è disponibile solo sul percorso in avanti
2、Nessuna linea accoppiata
3. La potenza nominale della porta accoppiata è inferiore a quella della porta di ingresso perché la potenza applicata alla porta accoppiata viene quasi interamente dissipata nella terminazione interna.
Si Chuan Keenlion Microwave offre un'ampia selezione di accoppiatori direzionali in configurazione a banda stretta e a banda larga, che coprono frequenze da 0,5 a 50 GHz. Sono progettati per gestire una potenza di ingresso da 10 a 30 watt in un sistema di trasmissione a 50 ohm. Utilizzano design a microstriscia o stripline, ottimizzati per le migliori prestazioni.
Le unità sono fornite di serie con connettori SMA o N femmina, oppure con connettori da 2,92 mm, 2,40 mm e 1,85 mm per componenti ad alta frequenza.
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Data di pubblicazione: 30 agosto 2022
