Kỹ thuật vi sóng - Bộ ghép định hướng
A Directional couplerlà một thiết bị lấy mẫu một lượng nhỏ Công suất vi sóng cho mục đích đo lường. Các phép đo công suất bao gồm công suất sự cố, công suất phản xạ, giá trị VSWR, v.v.
Bộ ghép định hướng là một đầu nối ống dẫn sóng 4 cổng bao gồm một ống dẫn sóng chính chính và một ống dẫn sóng phụ thứ cấp. Hình sau cho thấy hình ảnh của một bộ ghép định hướng.
Bộ ghép định hướng được sử dụng để ghép nối công suất Vi sóng có thể là một hướng hoặc hai hướng.
Thuộc tính của bộ ghép hướng
Các đặc tính của bộ ghép định hướng lý tưởng như sau.
Tất cả các điểm kết thúc được khớp với các cổng.
Khi nguồn điện đi từ Cổng 1 đến Cổng 2, một số phần của nó được ghép nối với Cổng 4 nhưng không được nối với Cổng 3.
Vì nó cũng là một bộ ghép hai chiều, khi nguồn điện truyền từ Cổng 2 đến Cổng 1, một số phần của nó được ghép nối với Cổng 3 nhưng không được ghép nối với Cổng 4.
Nếu nguồn điện xảy ra sự cố qua Cổng 3, một phần của nó được ghép nối với Cổng 2, nhưng không được nối với Cổng 1.
Nếu nguồn điện xảy ra sự cố qua Cổng 4, một phần của nó được ghép nối với Cổng 1, nhưng không được nối với Cổng 2.
Cổng 1 và 3 được tách rời như Cổng 2 và Cổng 4.
Lý tưởng nhất là đầu ra của Cổng 3 phải bằng không. Tuy nhiên, trên thực tế, một lượng nhỏ công suất được gọi làback power được quan sát tại Cổng 3. Hình dưới đây chỉ ra dòng công suất trong bộ ghép định hướng.
Ở đâu
$ P_i $ = Nguồn điện sự cố tại Cổng 1
$ P_r $ = Nguồn đã nhận tại Cổng 2
$ P_f $ = Chuyển tiếp nguồn kết hợp tại Cổng 4
$ P_b $ = Nguồn điện trở lại tại Cổng 3
Sau đây là các tham số được sử dụng để xác định hiệu suất của bộ ghép định hướng.
Yếu tố khớp nối (C)
Hệ số khớp nối của bộ ghép có hướng là tỷ số giữa công suất tới và công suất chuyển tiếp, được đo bằng dB.
$$ C = 10 \: log_ {10} \ frac {P_i} {P_f} dB $$
Định hướng (D)
Khả năng định hướng của bộ ghép định hướng là tỷ số giữa công suất chuyển tiếp và công suất sau, được đo bằng dB.
$$ D = 10 \: log_ {10} \ frac {P_f} {P_b} dB $$
Sự cách ly
Nó xác định các thuộc tính chỉ thị của một bộ ghép định hướng. Nó là tỷ số giữa công suất tới và công suất sau, được đo bằng dB.
$$ I = 10 \: log_ {10} \ frac {P_i} {P_b} dB $$
Isolation in dB = Coupling factor + Directivity
Bộ ghép hướng hai lỗ
Đây là bộ ghép định hướng có cùng ống dẫn sóng chính và phụ, nhưng có hai lỗ nhỏ chung giữa chúng. Các lỗ này cách nhau $ {\ lambda_g} / {4} $ trong đó λg là bước sóng hướng dẫn. Hình sau là hình ảnh của bộ ghép định hướng hai lỗ.
Bộ ghép định hướng hai lỗ được thiết kế để đáp ứng yêu cầu lý tưởng của bộ ghép định hướng, đó là tránh nguồn điện trở lại. Một số năng lượng khi di chuyển giữa Cổng 1 và Cổng 2, thoát ra ngoài qua các lỗ 1 và 2.
Độ lớn của sức mạnh phụ thuộc vào kích thước của các lỗ. Công suất rò rỉ ở cả hai lỗ này cùng pha ở lỗ 2, cộng thêm công suất đóng góp vào công suất chuyển tiếpPf. Tuy nhiên, nó lệch pha ở lỗ 1, triệt tiêu lẫn nhau và ngăn cản xảy ra hiện tượng đóng điện trở lại.
Do đó, khả năng định hướng của bộ ghép định hướng được cải thiện.
Khớp ống dẫn sóng
Vì hệ thống ống dẫn sóng không thể luôn được xây dựng trong một bộ phận duy nhất, nên đôi khi cần phải kết hợp các ống dẫn sóng khác nhau. Việc ghép nối này phải được thực hiện cẩn thận để ngăn ngừa các vấn đề như - Hiệu ứng phản xạ, tạo sóng đứng và tăng độ suy giảm, v.v.
Các khớp nối ống dẫn sóng bên cạnh việc tránh các bất thường, cũng nên quan tâm đến các mẫu trường E và H bằng cách không ảnh hưởng đến chúng. Có nhiều loại khớp nối ống dẫn sóng như mặt bích bắt vít, khớp nối bích, khớp nối cuộn cảm, v.v.