दिशात्मक कपलरचे कार्य सिद्धांत

डायरेक्शनल कप्लर्स हे मायक्रोवेव्ह मापन आणि इतर मायक्रोवेव्ह सिस्टममधील मानक मायक्रोवेव्ह/मिलीमीटर वेव्ह घटक आहेत. ते सिग्नल आयसोलेशन, सेपरेशन आणि मिक्सिंगसाठी वापरले जाऊ शकतात, जसे की पॉवर मॉनिटरिंग, सोर्स आउटपुट पॉवर स्टॅबिलायझेशन, सिग्नल सोर्स आयसोलेशन, ट्रान्समिशन आणि रिफ्लेक्शन फ्रिक्वेंसी स्वीपिंग टेस्ट इ. हे डायरेक्शनल मायक्रोवेव्ह पॉवर डिव्हायडर आहे आणि तो एक अपरिहार्य घटक आहे. आधुनिक स्वीप्ट-फ्रिक्वेंसी रिफ्लेक्टोमीटरमध्ये. सहसा, वेव्हगाइड, कोएक्सियल लाइन, स्ट्रिपलाइन आणि मायक्रोस्ट्रिप सारखे अनेक प्रकार असतात.

आकृती 1 संरचनेचा एक योजनाबद्ध आकृती आहे. यात प्रामुख्याने दोन भाग, मेनलाइन आणि सहाय्यक रेषा समाविष्ट आहेत, जी लहान छिद्रे, स्लिट्स आणि गॅपच्या विविध प्रकारांद्वारे एकमेकांशी जोडली जातात. त्यामुळे, मेनलाइनच्या टोकावरील “1″ मधील पॉवर इनपुटचा भाग दुय्यम रेषेशी जोडला जाईल. लहरींच्या हस्तक्षेपामुळे किंवा सुपरपोझिशनमुळे, पॉवर फक्त दुय्यम रेषेने प्रसारित केली जाईल - एका दिशेने (ज्याला "फॉरवर्ड" म्हणतात), आणि दुसऱ्या एका क्रमाने जवळजवळ कोणतेही पॉवर ट्रान्समिशन नसते ("रिव्हर्स" म्हणतात)

आकृती 2 एक क्रॉस-डायरेक्शनल कप्लर आहे, कपलरमधील पोर्ट्सपैकी एक बिल्ट-इन मॅचिंग लोडशी जोडलेले आहे.

डायरेक्शनल कपलरचा अर्ज

1, पॉवर संश्लेषण प्रणालीसाठी
3dB दिशात्मक युग्मक (सामान्यत: 3dB ब्रिज म्हणून ओळखले जाते) बहु-वाहक वारंवारता संश्लेषण प्रणालीमध्ये वापरले जाते, खालील आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. अशा प्रकारचे सर्किट इनडोअर डिस्ट्रिब्युटेड सिस्टममध्ये सामान्य आहे. दोन पॉवर ॲम्प्लीफायर्सचे सिग्नल f1 आणि f2 3dB डायरेक्शनल कपलरमधून गेल्यानंतर, प्रत्येक चॅनेलच्या आउटपुटमध्ये दोन वारंवारता घटक f1 आणि f2 असतात आणि 3dB प्रत्येक वारंवारता घटकाचे मोठेपणा कमी करते. जर आउटपुट टर्मिनल्सपैकी एक शोषक लोडशी जोडलेले असेल, तर दुसरे आउटपुट निष्क्रिय इंटरमॉड्युलेशन मापन प्रणालीचे उर्जा स्त्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकते. तुम्हाला वेगळेपणा आणखी सुधारण्याची आवश्यकता असल्यास, तुम्ही फिल्टर आणि आयसोलेटर सारखे काही घटक जोडू शकता. चांगल्या प्रकारे डिझाइन केलेल्या 3dB पुलाचे पृथक्करण 33dB पेक्षा जास्त असू शकते.
 
पॉवर कॉम्बिनिंग सिस्टम वन मध्ये डायरेक्शनल कप्लर वापरला जातो.
उर्जा संयोजनाचा दुसरा वापर म्हणून दिशात्मक गल्ली क्षेत्र खालील आकृती (अ) मध्ये दर्शविले आहे. या सर्किटमध्ये, डायरेक्शनल कपलरची डायरेक्टिव्हिटी चतुराईने लागू केली गेली आहे. दोन कपलरच्या कपलिंग डिग्री दोन्ही 10dB आहेत आणि डायरेक्टिव्हिटी दोन्ही 25dB आहेत असे गृहीत धरल्यास, f1 आणि f2 टोकांमधील अलगाव 45dB आहे. f1 आणि f2 चे इनपुट दोन्ही 0dBm असल्यास, एकत्रित आउटपुट दोन्ही -10dBm आहे. खालील आकृती (b) मधील विल्किन्सन कपलरच्या तुलनेत (त्याचे विशिष्ट अलगाव मूल्य 20dB आहे), OdBm चे समान इनपुट सिग्नल, संश्लेषणानंतर, -3dBm आहे (इन्सर्टेशन लॉसचा विचार न करता). आंतर-नमुना स्थितीच्या तुलनेत, आम्ही आकृती (a) मध्ये इनपुट सिग्नल 7dB ने वाढवतो जेणेकरून त्याचे आउटपुट आकृती (b) शी सुसंगत असेल. यावेळी, आकृती (a) मध्ये f1 आणि f2 मधील अलगाव “कमी होते” “38 dB आहे. अंतिम तुलना परिणाम म्हणजे डायरेक्शनल कपलरची पॉवर सिंथेसिस पद्धत विल्किन्सन कपलरपेक्षा 18dB जास्त आहे. ही योजना दहा ॲम्प्लीफायर्सच्या इंटरमॉड्युलेशन मापनासाठी योग्य आहे.

पॉवर कॉम्बिनिंग सिस्टीम २ मध्ये डायरेक्शनल कपलरचा वापर केला जातो

2, रिसीव्हर विरोधी हस्तक्षेप मापन किंवा बनावट मापनासाठी वापरले जाते
आरएफ चाचणी आणि मापन प्रणालीमध्ये, खालील आकृतीमध्ये दर्शविलेले सर्किट अनेकदा पाहिले जाऊ शकते. समजा DUT (चाचणी अंतर्गत उपकरण किंवा उपकरणे) एक प्राप्तकर्ता आहे. त्या प्रकरणात, दिशात्मक कपलरच्या कपलिंग एंडद्वारे रिसीव्हरमध्ये समीप चॅनेल हस्तक्षेप सिग्नल इंजेक्ट केला जाऊ शकतो. मग डायरेक्शनल कप्लरद्वारे त्यांच्याशी जोडलेले एकात्मिक परीक्षक रिसीव्हरच्या प्रतिकाराची चाचणी करू शकतात - हजार हस्तक्षेप कामगिरी. DUT हा सेल्युलर फोन असल्यास, डायरेक्शनल कपलरच्या कपलिंग एंडला जोडलेल्या सर्वसमावेशक टेस्टरद्वारे फोनचा ट्रान्समीटर चालू केला जाऊ शकतो. त्यानंतर सीन फोनचे बनावट आउटपुट मोजण्यासाठी स्पेक्ट्रम विश्लेषक वापरला जाऊ शकतो. अर्थात, स्पेक्ट्रम विश्लेषकापूर्वी काही फिल्टर सर्किट्स जोडल्या पाहिजेत. हे उदाहरण केवळ दिशात्मक कप्लर्सच्या अनुप्रयोगावर चर्चा करत असल्याने, फिल्टर सर्किट वगळण्यात आले आहे.

डायरेक्शनल कपलरचा वापर सेल्युलर फोनच्या रिसीव्हर किंवा बनावट उंचीच्या हस्तक्षेप विरोधी मापनासाठी केला जातो.
या चाचणी सर्किटमध्ये, दिशात्मक कपलरची डायरेक्टिव्हिटी खूप महत्वाची आहे. थ्रू एंडशी कनेक्ट केलेला स्पेक्ट्रम विश्लेषक फक्त DUT कडून सिग्नल प्राप्त करू इच्छितो आणि कपलिंग एंडकडून पासवर्ड प्राप्त करू इच्छित नाही.

3, सिग्नल सॅम्पलिंग आणि मॉनिटरिंगसाठी
ट्रान्समीटर ऑनलाइन मोजमाप आणि देखरेख हे दिशात्मक कपलरच्या सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या अनुप्रयोगांपैकी एक असू शकते. खालील आकृती सेल्युलर बेस स्टेशन मापनासाठी डायरेक्शनल कप्लर्सचा एक विशिष्ट अनुप्रयोग आहे. समजा ट्रान्समीटरची आउटपुट पॉवर 43dBm (20W), डायरेक्शनल कपलरची जोडणी आहे. क्षमता 30dB आहे, इन्सर्शन लॉस (लाइन लॉस प्लस कपलिंग लॉस) 0.15dB आहे. कपलिंग एंडमध्ये 13dBm (20mW) सिग्नल आहे जो बेस स्टेशन टेस्टरला पाठवला जातो, डायरेक्शनल कपलरचे डायरेक्ट आउटपुट 42.85dBm (19.3W) आहे आणि गळती आहे वेगळ्या बाजूची पॉवर लोडद्वारे शोषली जाते.

दिशात्मक युग्मक बेस स्टेशन मोजण्यासाठी वापरले जाते.
जवळजवळ सर्व ट्रान्समीटर ही पद्धत ऑनलाइन सॅम्पलिंग आणि मॉनिटरिंगसाठी वापरतात आणि कदाचित ही पद्धत सामान्य कामकाजाच्या परिस्थितीत ट्रान्समीटरच्या कार्यक्षमतेच्या चाचणीची हमी देऊ शकते. परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की ट्रान्समीटर चाचणी समान आहे आणि वेगवेगळ्या परीक्षकांना वेगवेगळ्या चिंता आहेत. डब्ल्यूसीडीएमए बेस स्टेशन्सचे उदाहरण घेतल्यास, ऑपरेटरने त्यांच्या वर्किंग फ्रिक्वेन्सी बँड (2110~2170MHz) मधील संकेतकांकडे लक्ष दिले पाहिजे, जसे की सिग्नल गुणवत्ता, इन-चॅनल पॉवर, समीप चॅनेल पॉवर इ. या आधारावर, उत्पादक येथे स्थापित करतील. बेस स्टेशनचा आऊटपुट एंड नॅरोबँड (जसे की 2110~2170MHz) डायरेक्शनल कपलर ट्रान्समीटरच्या इन-बँड कामाच्या परिस्थितीवर लक्ष ठेवण्यासाठी आणि कोणत्याही वेळी कंट्रोल सेंटरला पाठवण्यासाठी.
जर ते रेडिओ फ्रिक्वेन्सी स्पेक्ट्रमचे नियामक असेल - सॉफ्ट बेस स्टेशन निर्देशकांची चाचणी घेण्यासाठी रेडिओ मॉनिटरिंग स्टेशन, त्याचे लक्ष पूर्णपणे भिन्न आहे. रेडिओ व्यवस्थापन विनिर्देश आवश्यकतांनुसार, चाचणी वारंवारता श्रेणी 9kHz ~ 12.75GHz पर्यंत वाढविली आहे आणि चाचणी केलेले बेस स्टेशन इतके विस्तृत आहे. फ्रिक्वेन्सी बँडमध्ये किती बनावट रेडिएशन तयार होईल आणि इतर बेस स्टेशनच्या नियमित ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय येईल? रेडिओ मॉनिटरिंग स्टेशनची चिंता. यावेळी, सिग्नल सॅम्पलिंगसाठी समान बँडविड्थ असलेले डायरेक्शनल कपलर आवश्यक आहे, परंतु 9kHz~12.75GHz कव्हर करू शकणारे डायरेक्शनल कपलर अस्तित्वात नाही. आपल्याला माहित आहे की दिशात्मक कपलरच्या जोडणी हाताची लांबी त्याच्या मध्यवर्ती वारंवारतेशी संबंधित आहे. अल्ट्रा-वाइडबँड डायरेक्शनल कपलरची बँडविड्थ 0.5-18GHz सारखे 5-6 ऑक्टेव्ह बँड मिळवू शकते, परंतु 500MHz पेक्षा कमी वारंवारता बँड कव्हर करू शकत नाही.

4, ऑनलाइन पॉवर मापन
थ्रू-टाइप पॉवर मापन तंत्रज्ञानामध्ये, डायरेक्शनल कपलर हे एक अतिशय गंभीर साधन आहे. खालील आकृती ठराविक पास-थ्रू हाय-पॉवर मापन प्रणालीचे योजनाबद्ध आकृती दर्शवते. चाचणी अंतर्गत ॲम्प्लीफायरमधून फॉरवर्ड पॉवर डायरेक्शनल कपलरच्या फॉरवर्ड कपलिंग एंड (टर्मिनल 3) द्वारे नमुना केली जाते आणि वीज मीटरला पाठविली जाते. रिव्हर्स कपलिंग टर्मिनल (टर्मिनल 4) द्वारे परावर्तित शक्तीचा नमुना घेतला जातो आणि वीज मीटरला पाठविला जातो.
उच्च शक्ती मोजण्यासाठी दिशात्मक युग्मक वापरला जातो.
कृपया लक्षात ठेवा: लोडमधून परावर्तित शक्ती प्राप्त करण्याव्यतिरिक्त, रिव्हर्स कपलिंग टर्मिनल (टर्मिनल 4) पुढे दिशेने (टर्मिनल 1) पासून गळतीची शक्ती देखील प्राप्त करते, जी दिशात्मक युग्मकच्या डायरेक्टिव्हिटीमुळे होते. परावर्तित ऊर्जा ही परीक्षकाने मोजण्याची अपेक्षा केली आहे आणि गळती शक्ती ही परावर्तित शक्ती मापनातील त्रुटींचा प्राथमिक स्रोत आहे. परावर्तित शक्ती आणि गळतीची शक्ती रिव्हर्स कपलिंग एंड (4 टोके) वर सुपरइम्पोज केली जाते आणि नंतर वीज मीटरला पाठविली जाते. दोन सिग्नल्सचे ट्रान्समिशन मार्ग भिन्न असल्याने, ते वेक्टर सुपरपोझिशन आहे. वीज मीटरला गळती होणाऱ्या पॉवर इनपुटची परावर्तित शक्तीशी तुलना केल्यास, ते एक महत्त्वपूर्ण मापन त्रुटी निर्माण करेल.
अर्थात, लोडमधून परावर्तित शक्ती (एंड 2) फॉरवर्ड कपलिंग एंडला देखील गळती होईल (शेवट 1, वरील आकृतीमध्ये दर्शविलेले नाही). तरीही, त्याची विशालता फॉरवर्ड पॉवरच्या तुलनेत कमी आहे, जी फॉरवर्ड ताकद मोजते. परिणामी त्रुटीकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.

चीनच्या “सिलिकॉन व्हॅली” – बीजिंग झोंगगुआनकुन येथे स्थित बीजिंग रोफेआ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक कंपनी लिमिटेड, हा देशांतर्गत आणि परदेशी संशोधन संस्था, संशोधन संस्था, विद्यापीठे आणि एंटरप्राइझ वैज्ञानिक संशोधन कर्मचाऱ्यांना सेवा देण्यासाठी समर्पित उच्च-तंत्रज्ञान उपक्रम आहे. आमची कंपनी प्रामुख्याने स्वतंत्र संशोधन आणि विकास, डिझाइन, उत्पादन, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांची विक्री यामध्ये गुंतलेली आहे आणि वैज्ञानिक संशोधक आणि औद्योगिक अभियंत्यांसाठी नाविन्यपूर्ण उपाय आणि व्यावसायिक, वैयक्तिकृत सेवा प्रदान करते. अनेक वर्षांच्या स्वतंत्र शोधानंतर, त्याने फोटोइलेक्ट्रिक उत्पादनांची एक समृद्ध आणि परिपूर्ण मालिका तयार केली आहे, जी महापालिका, लष्करी, वाहतूक, विद्युत उर्जा, वित्त, शिक्षण, वैद्यकीय आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

आम्ही तुमच्या सहकार्यासाठी उत्सुक आहोत!