마이크로파 엔지니어링-방향성 커플러
ㅏ 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.