Gli accoppiatori vengono spesso utilizzati per campionare un flusso specifico di segnali a microonde. Quando non c'è carico interno, l'accoppiatore direzionale è spesso una rete a quattro porte.
Un accoppiatore direzionale è un dispositivo a bassa perdita che accetta un segnale in ingresso ed emette due segnali che teoricamente hanno le seguenti caratteristiche
a) Le ampiezze di uscita non sono uguali.
L'uscita della linea principale è un segnale grande, che può essere considerato sostanzialmente come un passante, e l'uscita della linea accoppiata è un segnale più piccolo.
b) La perdita teorica sulla linea principale determina il livello del segnale della linea accoppiata, cioè il grado di accoppiamento.
c) Elevato isolamento delle linee principali e delle linee accoppiate.
Parlando direttamente, il ruolo dell'accoppiatore è quello di dividere il segnale in modo non uniforme in 2 punti (chiamati estremità del tronco e estremità dell'accoppiamento, e altri sono chiamati estremità passante e estremità dell'accoppiamento).
Indicatori principali: grado di accoppiamento, perdita di potenza, isolamento, direzionalità, VSWR ingresso/uscita, tolleranza di potenza, gamma di frequenza e planarità in banda. La tabella seguente mostra alcune specifiche tipiche dell'accoppiatore a cavità a banda larga (riferimento):
Accoppiamento: La differenza diretta tra la potenza del segnale in uscita dalla porta di accoppiamento e la potenza del segnale in ingresso attraverso l'accoppiatore. (normalmente valori teorici come: 6dB, 10dB, 30dB, ecc.)
Metodo di calcolo del grado di accoppiamento: se il segnale di ingresso A è 30dBm e il segnale di uscita di accoppiamento C è 24dBm, allora il grado di accoppiamento=CA=30-24=6dB, quindi questo accoppiatore è un accoppiatore da 6dB. L'accoppiamento effettivo può variare tra 5,5 e 6,5.
Perdita di potenza: divisa in perdita di accoppiamento e perdita di inserzione.
Perdita di accoppiamento: il segnale di ingresso dell'accoppiatore ideale è A e la parte di accoppiamento a B, quindi la porta di uscita C deve essere ridotta.
Metodo di calcolo: la potenza "dBm" di tutte le porte viene convertita in "milliwatt" come unità. Ad esempio, la potenza all'ingresso A è originariamente di 30 dBm, i "milliwatt" convertiti sono 1000 mW e l'uscita all'estremità dell'accoppiamento è 25,5 dBm (prima supponendo che venga utilizzato un accoppiatore da 6 dB e che l'accoppiamento effettivo dell'accoppiatore da 6 dB sia 6,5 dB), la conversione di 25,5 dBm in milliwatt è: 316,23 mW. Supponendo che questo accoppiatore non abbia altre perdite, la potenza rimanente dovrebbe essere 1000-316,23=683,77 milliwatt, tutta in uscita dall'uscita. Conversione di 683,77 milliwatt in"dBm"=28,349, la perdita di accoppiamento dell'accoppiatore's=potenza in ingresso (dBm) - potenza in uscita (dBm)=30dBm - 28,349dBm=1,651dB, questo valore significa che l'accoppiatore non ha perdite di accoppiamento aggiuntive in caso di smarrimento (perdita del dispositivo).
Perdita di inserzione: si riferisce al valore ottenuto sottraendo la perdita di accoppiamento dal valore della potenza del segnale che passa attraverso l'accoppiatore all'uscita.
Metodo di calcolo: prendi come esempio un accoppiatore da 6dB. Nel test effettivo, supponiamo che l'ingresso A sia: 30dBm, il grado di accoppiamento viene misurato: 6,5dB, il valore ideale dell'uscita è 28,349dBm e si presume che il segnale dell'uscita effettiva sia 27,849dBm, quindi la spina Perdita=potenza di uscita teorica - potenza di uscita misurata=28,349-27,849=0,5 dB;
Isolamento: si riferisce all'isolamento tra la porta di uscita e la porta di accoppiamento; generalmente questo indicatore viene utilizzato solo per misurare l'accoppiatore a microstriscia, ad esempio 5-10dB è 18~23dB, 15dB è 20~25dB e 20dB (incluso quanto sopra) è: 25~30dB; l'isolamento dell'accoppiatore a cavità è molto buono, quindi non è richiesto questo indice.
Metodo di calcolo: quando la terminazione di ingresso è abbinata al carico, il segnale viene immesso dall'uscita e la quantità ridotta dell'accoppiamento misurato è l'isolamento.
Direzionalità: si riferisce al valore ottenuto sottraendo il grado di accoppiamento dal valore dell'isolamento tra la porta di uscita e la porta accoppiata. Poiché la direzionalità della microstriscia decresce gradualmente all'aumentare del grado di accoppiamento, non vi è sostanzialmente alcuna direzione oltre i 30 dB finali. Sessualità, quindi l'accoppiatore a microstrip non ha questo requisito di indice, la direzionalità dell'accoppiatore a cavità è generalmente: 1700~2200MHz: 17~19dB, 824~960MHz: 18~22dB.
Metodo di calcolo: Direzionalità=Isolamento - Accoppiamento
Ad esempio, l'isolamento di 6 dB è 38 dB e il grado di accoppiamento è 6,5 dB, quindi direzionalità=accoppiamento isolamento=38-6,5=31,5 dB.
VSWR: si riferisce alla corrispondenza delle porte di input/output. I requisiti per ogni porta sono generalmente: 1.2~1.4.
Tolleranza di potenza: si riferisce alla massima tolleranza di potenza operativa che può essere trasmessa a questo accoppiatore per un lungo periodo di tempo (senza danni). L'accoppiatore generale a microstrip è: potenza media 30~70W e la cavità è: potenza media 100~200W. La potenza contrassegnata sull'accoppiatore si riferisce anche alla potenza di ingresso massima della porta di ingresso e la porta di uscita e la porta di accoppiamento non possono essere immesse con la potenza massima contrassegnata.
Gamma di frequenza: generalmente, il valore nominale è 800~2200MHz. Infatti, la banda di frequenza richiesta è: 824-960MHz più 1710~2200MHz. La banda di frequenza media non è disponibile. Alcuni divisori di potenza esistono anche nelle bande di frequenza 800-2000 MHz e 800-2500 MHz
Planarità in banda: si riferisce alla differenza tra i valori massimo e minimo del grado di accoppiamento su tutta la banda di frequenza disponibile.