마이크로파 엔지니어링-방향성 커플러

Directional coupler측정 목적으로 소량의 마이크로파 전력을 샘플링하는 장치입니다. 전력 측정에는 입사 전력, 반사 전력, VSWR 값 등이 포함됩니다.

방향성 결합기는 1 차 주 도파관과 2 차 보조 도파관으로 구성된 4 포트 도파관 접합입니다. 다음 그림은 방향성 커플러의 이미지를 보여줍니다.

방향성 결합기는 단방향 또는 양방향 일 수있는 마이크로파 전력을 결합하는 데 사용됩니다.

방향성 커플러의 특성

이상적인 방향성 커플러의 특성은 다음과 같습니다.

  • 모든 종단은 포트와 일치합니다.

  • 전원이 포트 1에서 포트 2로 이동할 때 일부는 포트 4에 연결되지만 포트 3에는 연결되지 않습니다.

  • 양방향 커플러이기도하므로 전원이 포트 2에서 포트 1로 이동할 때 일부는 포트 3에 연결되지만 포트 4에는 연결되지 않습니다.

  • 전원이 포트 3을 통해 들어 오면 일부가 포트 2에 연결되지만 포트 1에는 연결되지 않습니다.

  • 전원이 포트 4를 통해 들어 오면 일부가 포트 1에 연결되지만 포트 2에는 연결되지 않습니다.

  • 포트 1과 3은 포트 2와 포트 4처럼 분리됩니다.

이상적으로는 포트 3의 출력이 0이어야합니다. 그러나 실제로는back power 다음 그림은 방향성 커플러의 전원 흐름을 나타냅니다.

어디

  • $ P_i $ = 포트 1의 인시던트 전력

  • $ P_r $ = 포트 2에서 수신 된 전력

  • $ P_f $ = 포트 4의 순방향 결합 전원

  • $ P_b $ = 포트 3의 백 파워

다음은 방향성 커플러의 성능을 정의하는 데 사용되는 매개 변수입니다.

결합 계수 (C)

방향성 커플러의 결합 계수는 dB 단위로 측정 된 순방향 전력에 대한 입사 전력의 비율입니다.

$$ C = 10 \ : log_ {10} \ frac {P_i} {P_f} dB $$

지향성 (D)

방향성 커플러의 지향성은 dB 단위로 측정 된 순방향 전력 대 후방 전력의 비율입니다.

$$ D = 10 \ : log_ {10} \ frac {P_f} {P_b} dB $$

격리

방향성 커플러의 지시 속성을 정의합니다. dB 단위로 측정 한 후면 전력에 대한 입사 전력의 비율입니다.

$$ I = 10 \ : log_ {10} \ frac {P_i} {P_b} dB $$

Isolation in dB = Coupling factor + Directivity

2- 홀 방향성 커플러

이것은 동일한 주 도파관과 보조 도파관이 있지만 두 개의 작은 구멍이 공통적으로있는 방향성 커플러입니다. 이 구멍은 $ {\ lambda_g} / {4} $ 거리이며, 여기서 λg는 가이드 파장입니다. 다음 그림은 2 홀 방향성 커플러의 이미지를 보여줍니다.

2- 홀 방향성 커플러는 방향성 커플러의 이상적인 요구 사항을 충족하도록 설계되어 백 파워를 방지합니다. 포트 1과 포트 2 사이를 이동하는 동안 일부 전력은 구멍 1과 2를 통해 빠져 나갑니다.

힘의 크기는 구멍의 크기에 따라 다릅니다. 두 홀의 누설 전력은 홀 2에서 위상이 같아서 순방향 전력에 기여하는 전력을 합산합니다.Pf. 그러나 홀 1에서 위상이 다르므로 서로 상쇄되고 백 파워가 발생하지 않습니다.

따라서 방향성 커플러의 지향성이 향상됩니다.

도파관 조인트

도파관 시스템은 항상 단일 부품으로 구축 될 수 없기 때문에 때때로 다른 도파관을 결합해야합니다. 이 결합은-반사 효과, 정재파 생성, 감쇠 증가 등과 같은 문제를 방지하기 위해 신중하게 수행되어야합니다.

도파관 조인트는 불규칙성을 피하는 것 외에도 E 및 H 필드 패턴에 영향을주지 않도록 관리해야합니다. 볼트 플랜지, 플랜지 조인트, 초크 조인트 등과 같은 많은 유형의 도파관 조인트가 있습니다.