Бағыттау муфталары микротолқынды өлшеу және басқа микротолқынды жүйелердегі стандартты микротолқынды/миллиметрлік толқын компоненттері болып табылады. Оларды сигналды оқшаулау, бөлу және араластыру үшін пайдалануға болады, мысалы, қуатты бақылау, көздің шығыс қуатын тұрақтандыру, сигнал көзінің оқшаулануы, беріліс және шағылысу жиілігін сыпыру сынағы және т.б. Бұл бағыттаушы микротолқынды қуат бөлгіш және қазіргі заманғы сыпырылған жиілікті рефлекторларда ажырамас компонент болып табылады. Әдетте, толқын өткізгіш, коаксиалды сызық, жолақты сызық және микрожолақты сияқты бірнеше түрі бар.
1-сурет құрылымның схемалық диаграммасы болып табылады. Ол негізінен екі бөліктен тұрады: негізгі сызық және көмекші сызық, олар бір-бірімен әртүрлі ұсақ тесіктер, саңылаулар және саңылаулар арқылы байланысқан. Сондықтан, негізгі сызықтың ұшындағы «1»-ден келетін қуаттың бір бөлігі екінші реттік сызыққа қосылады. Толқындардың интерференциясына немесе суперпозициясына байланысты қуат тек екінші реттік сызық бойымен беріледі - бір бағытта («алға» деп аталады), ал екінші бағытта. Бір реттік («кері» деп аталады) қуат берілуі іс жүзінде жоқ.
2-сурет - көлденең бағыттағы муфта, муфтадағы порттардың бірі кіріктірілген сәйкес келетін жүктемеге қосылған.
Бағыттауыш муфтаны қолдану
1, қуат синтезі жүйесі үшін
3 дБ бағыттаушы муфта (әдетте 3 дБ көпір деп аталады) әдетте көп тасымалдаушылы жиілікті синтездеу жүйесінде қолданылады, бұл төмендегі суретте көрсетілген. Мұндай тізбек үй ішіндегі таратылған жүйелерде кең таралған. Екі қуат күшейткішінен шыққан f1 және f2 сигналдары 3 дБ бағыттаушы муфта арқылы өткеннен кейін, әр арнаның шығысында f1 және f2 екі жиілік компоненті болады, ал 3 дБ әр жиілік компонентінің амплитудасын азайтады. Егер шығыс терминалдарының бірі сіңіргіш жүктемеге қосылған болса, екінші шығысты пассивті интермодуляциялық өлшеу жүйесінің қуат көзі ретінде пайдалануға болады. Оқшаулауды одан әрі жақсарту қажет болса, сүзгілер мен оқшаулағыштар сияқты кейбір компоненттерді қосуға болады. Жақсы жасалған 3 дБ көпірдің оқшаулануы 33 дБ-ден асуы мүмкін.
Бағытталған муфта бірінші қуатты біріктіру жүйесінде қолданылады.
Қуатты біріктірудің тағы бір қолданылуы ретіндегі бағыттаушы сай аймағы төмендегі (а) суретте көрсетілген. Бұл тізбекте бағыттаушы муфтаның бағыттаушылығы шебер қолданылған. Екі муфтаның жалғау дәрежелері 10 дБ және бағыттаушылығы 25 дБ деп есептесек, f1 және f2 ұштары арасындағы оқшаулау 45 дБ құрайды. Егер f1 және f2 кірістері 0 дБм болса, біріктірілген шығыс екеуі де -10 дБм болады. Төмендегі (b) суреттегі Уилкинсон муфтасымен салыстырғанда (оның әдеттегі оқшаулау мәні 20 дБ), синтезден кейін OdBm кіріс сигналы бірдей -3 дБм болады (енгізу шығынын ескермей). Үлгіаралық шартпен салыстырғанда, біз (а) суреттегі кіріс сигналын 7 дБ-ға арттырамыз, сонда оның шығысы (b) суретімен сәйкес келеді. Қазіргі уақытта (a) суреттегі f1 және f2 арасындағы оқшаулау «азаяды» «38 дБ құрайды. Соңғы салыстыру нәтижесі бағытты муфтаның қуат синтезі әдісі Уилкинсон муфтасына қарағанда 18 дБ жоғары. Бұл схема он күшейткіштің интермодуляциялық өлшеуіне жарамды.
Бағытталған муфта 2-ші қуатты біріктіру жүйесінде қолданылады
2, қабылдағыштың кедергіге қарсы өлшеуі немесе жалған өлшеу үшін қолданылады
РФ сынақ және өлшеу жүйесінде төмендегі суретте көрсетілген тізбекті жиі көруге болады. Сыналатын құрылғы немесе жабдық қабылдағыш деп есептейік. Бұл жағдайда бағыттаушы муфтаның жалғау ұшы арқылы қабылдағышқа көршілес арналық кедергі сигналын енгізуге болады. Содан кейін бағыттаушы муфта арқылы оларға қосылған интеграцияланған тестер қабылдағыштың кедергісін - мыңдаған кедергі өнімділігін тексере алады. Егер DUT ұялы телефон болса, телефонның таратқышын бағыттаушы муфтаның жалғау ұшына қосылған кешенді тестер арқылы қосуға болады. Содан кейін көрініс телефонының жалған шығысын өлшеу үшін спектр анализаторын пайдалануға болады. Әрине, спектр анализаторынан бұрын кейбір сүзгі тізбектерін қосу керек. Бұл мысалда тек бағыттаушы муфталарды қолдану қарастырылғандықтан, сүзгі тізбегі алынып тасталған.
Бағыттауыш қабылдағыштың кедергіге қарсы өлшеуін немесе ұялы телефонның жалған биіктігін өлшеу үшін қолданылады.
Бұл сынақ тізбегінде бағыттаушы муфтаның бағытталуы өте маңызды. Өткізгіш ұшына қосылған спектр анализаторы тек DUT-тан сигнал қабылдағысы келеді және муфта ұшынан құпия сөзді қабылдағысы келмейді.
3, сигналды іріктеу және бақылау үшін
Таратқыштың онлайн өлшеуі және бақылауы бағыттаушы муфталардың ең кең таралған қолданылуларының бірі болуы мүмкін. Төмендегі суретте ұялы байланыс базалық станциясын өлшеуге арналған бағыттаушы муфталардың типтік қолданылуы көрсетілген. Таратқыштың шығыс қуаты 43 дБм (20 Вт), бағыттаушы муфтаның муфтасы деп есептейік. Сыйымдылығы 30 дБ, кірістіру шығыны (желі шығыны плюс муфта шығыны) 0,15 дБ. Муфта ұшында базалық станцияны тексерушіге жіберілген 13 дБм (20 мВт) сигнал бар, бағыттаушы муфтаның тікелей шығысы 42,85 дБм (19,3 Вт), ал ағып кету ... Оқшауланған жағындағы қуат жүктемемен жұтылады.
Бағыттау муфтасы базалық станцияны өлшеу үшін қолданылады.
Барлық дерлік таратқыштар бұл әдісті онлайн іріктеу және бақылау үшін пайдаланады, және мүмкін тек осы әдіс қана таратқыштың қалыпты жұмыс жағдайында жұмыс істеуін тексеруге кепілдік бере алады. Бірақ таратқыш сынағы да солай екенін және әртүрлі тестерлердің әртүрлі мәселелерге тап болатынын атап өткен жөн. WCDMA базалық станцияларын мысал ретінде алсақ, операторлар жұмыс жиілік диапазонындағы (2110~2170 МГц) сигнал сапасы, арна ішіндегі қуат, көршілес арна қуаты және т.б. сияқты көрсеткіштерге назар аударуы керек. Осыған сәйкес, өндірушілер базалық станцияның шығыс ұшына таратқыштың ішкі диапазондағы жұмыс жағдайларын бақылау және оны кез келген уақытта басқару орталығына жіберу үшін тар жолақты (мысалы, 2110~2170 МГц) бағыттаушы муфта орнатады.
Егер радиожиілік спектрінің реттеушісі - радиобақылау станциясы жұмсақ базалық станция индикаторларын тексеру үшін пайдаланылса, оның бағыты мүлдем басқаша. Радиобасқару сипаттамаларының талаптарына сәйкес, сынақ жиілік диапазоны 9 кГц ~ 12,75 ГГц дейін кеңейтіледі, ал тексерілген базалық станция соншалықты кең. Жиілік диапазонында қанша жалған сәулелену пайда болады және басқа базалық станциялардың қалыпты жұмысына кедергі келтіреді? Бұл радиобақылау станцияларына қатысты мәселе. Қазіргі уақытта сигналды іріктеу үшін бірдей өткізу қабілеттілігі бар бағыттаушы муфта қажет, бірақ 9 кГц ~ 12,75 ГГц қамти алатын бағыттаушы муфта жоқ сияқты. Біз бағыттаушы муфтаның муфта иығының ұзындығы оның орталық жиілігіне байланысты екенін білеміз. Ультра кең жолақты бағыттаушы муфтаның өткізу қабілеттілігі 0,5-18 ГГц сияқты 5-6 октавалық жолақтарға жете алады, бірақ 500 МГц-тен төмен жиілік диапазонын қамту мүмкін емес.
4, онлайн қуатты өлшеу
Өткізу типті қуатты өлшеу технологиясында бағыттаушы муфта өте маңызды құрылғы болып табылады. Келесі суретте типтік жоғары қуатты өлшеу жүйесінің схемалық диаграммасы көрсетілген. Сынақ кезіндегі күшейткіштен келетін тікелей қуат бағыттаушы муфтаның алдыңғы муфта ұшымен (3-терминал) сынамаланады және қуат өлшегішіне жіберіледі. Шағылысқан қуат кері муфта терминалымен (4-терминал) сынамаланады және қуат өлшегішіне жіберіледі.
Жоғары қуатты өлшеу үшін бағытты муфта қолданылады.
Ескерту: Жүктемеден шағылысқан қуатты алумен қатар, кері байланыс терминалы (4-терминал) бағыттаушы муфтаның бағытталуынан туындайтын алға бағытталған бағыттан (1-терминал) ағып кету қуатын да қабылдайды. Шағылысқан энергия - сынақшы өлшеуге үміттенетін нәрсе, ал ағып кету қуаты шағылысқан қуатты өлшеудегі қателіктердің негізгі көзі болып табылады. Шағылысқан қуат пен ағып кету қуаты кері байланыс ұшына (4 ұшына) қабаттастырылып, содан кейін қуат өлшегішіне жіберіледі. Екі сигналдың берілу жолдары әртүрлі болғандықтан, бұл векторлық қабаттасу болып табылады. Егер қуат өлшегішіне енгізілетін ағып кету қуатын шағылысқан қуатпен салыстыруға болатын болса, бұл айтарлықтай өлшеу қателігін тудырады.
Әрине, жүктемеден (2-ші ұшы) шағылысқан қуат алға муфтаның ұшына да (1-ші ұшы, жоғарыдағы суретте көрсетілмеген) ағып кетеді. Дегенмен, оның шамасы алға бағытталған беріктікті өлшейтін алға бағытталған қуатпен салыстырғанда минималды. Алынған қатені елемеуге болады.
Қытайдың «Кремний алқабында» – Бейжің Чжунгуаньцуньда орналасқан Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. – отандық және шетелдік ғылыми-зерттеу институттарына, ғылыми-зерттеу институттарына, университеттерге және кәсіпорынның ғылыми-зерттеу қызметкерлеріне қызмет көрсетуге арналған жоғары технологиялық кәсіпорын. Біздің компания негізінен оптоэлектрондық өнімдерді тәуелсіз зерттеу және әзірлеу, жобалау, өндіру, сатумен айналысады және ғылыми зерттеушілер мен өнеркәсіптік инженерлерге инновациялық шешімдер мен кәсіби, жекелендірілген қызметтерді ұсынады. Жылдар бойы тәуелсіз инновациялардан кейін ол муниципалдық, әскери, көлік, электр энергетикасы, қаржы, білім беру, медициналық және басқа да салаларда кеңінен қолданылатын фотоэлектрлік өнімдердің бай және мінсіз сериясын құрды.
Сізбен ынтымақтастықты асыға күтеміз!
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 20 сәуір