방향성 커플러는 중요한 신호 처리 장치 유형입니다. 기본 기능은 신호 포트와 샘플링 포트 간의 높은 절연성을 유지하면서 미리 정해진 결합도로 RF 신호를 샘플링하는 것입니다. 이는 다양한 응용 분야에서 분석, 측정 및 처리를 지원합니다. 방향성 커플러는 수동 소자이므로 역방향으로도 작동하며, 신호는 장치의 방향성과 결합도에 따라 주 경로로 주입됩니다. 방향성 커플러의 구성에는 몇 가지 변형이 있으며, 아래에서 살펴보겠습니다.
정의
이상적인 커플러는 손실이 없고, 임피던스 정합이 잘 되며, 상호적이어야 합니다. 3포트 및 4포트 네트워크의 기본 속성은 절연, 결합 및 지향성이며, 이러한 값들을 이용하여 커플러의 특성을 정의합니다. 이상적인 커플러는 무한대의 지향성과 절연성을 가지며, 사용 목적에 맞게 적절한 결합 계수를 갖습니다.
그림 1의 기능도는 방향성 커플러의 동작을 보여주고, 그 뒤에 관련 성능 매개변수에 대한 설명이 이어집니다. 위쪽 그림은 결합(순방향) 포트와 절연(역방향 또는 반사) 포트를 모두 포함하는 4포트 커플러입니다. 아래쪽 그림은 절연 포트가 없는 3포트 구조입니다. 이는 단일 순방향 결합 출력만 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 3포트 커플러는 역방향으로도 연결할 수 있으며, 이 경우 이전에 결합 포트였던 부분이 절연 포트가 됩니다.
그림 1: 기본방향성 커플러구성
성능 특성:
결합 계수: 이는 입력 전력(P1) 중 결합 포트(P3)로 전달되는 전력의 비율을 나타냅니다.
지향성: 이는 결합 포트(P3)와 분리 포트(P4)에서 관찰되는 바와 같이, 커플러가 순방향과 역방향으로 전파되는 파동을 분리하는 능력을 나타내는 척도입니다.
절연: 비결합 부하(P4)에 전달되는 전력을 나타냅니다.
삽입 손실: 이는 송신 포트(P2)로 전달되는 입력 전력(P1)에서 결합 포트와 절연 포트로 전달되는 전력이 차감되는 것을 나타냅니다.
이러한 특성값은 dB 단위로 다음과 같습니다.
결합 = C = 10 log (P1/P3)
지향성 = D = 10 log (P3/P4)
격리도 = I = 10 log (P1/P4)
삽입 손실 = L = 10 log (P1/P2)
커플러의 종류
그림 2에서 보는 바와 같이, 이 유형의 커플러는 세 개의 접근 가능한 포트를 가지고 있으며, 네 번째 포트는 최대 지향성을 제공하기 위해 내부적으로 종단 처리되어 있습니다. 방향성 커플러의 기본 기능은 분리된(역방향) 신호를 샘플링하는 것입니다. 일반적인 응용 분야는 반사 전력(또는 간접적으로 VSWR) 측정입니다. 이 유형의 커플러는 역방향으로 연결할 수 있지만, 상호적이지는 않습니다. 결합된 포트 중 하나가 내부적으로 종단 처리되어 있기 때문에 하나의 결합 신호만 사용할 수 있습니다. 순방향(그림 참조)으로 연결하면 결합된 포트는 역방향 파를 샘플링하지만, 역방향으로 연결하면(오른쪽 RF 입력) 결합된 포트는 결합 계수만큼 감소된 순방향 파의 샘플링을 제공합니다. 이러한 연결을 통해 이 장치는 신호 측정을 위한 샘플러로 사용하거나 출력 신호의 일부를 피드백 회로로 전달하는 데 사용할 수 있습니다.
그림 2: 50옴 방향성 커플러
장점:
1. 순방향 경로에 대한 성능을 최적화할 수 있습니다.
2. 높은 지향성 및 절연성
3. 커플러의 지향성은 절연 포트의 종단 저항에 의해 제공되는 임피던스 정합에 크게 영향을 받습니다. 이러한 종단 저항을 내부에 제공하면 고성능을 보장할 수 있습니다.
단점:
1. 커플링은 순방향 경로에서만 사용 가능합니다.
2. 연결된 선로 없음
3. 결합 포트의 전력 정격은 입력 포트보다 낮습니다. 이는 결합 포트에 인가되는 전력이 내부 종단에서 거의 완전히 소산되기 때문입니다.
Si Chuan Keenlion Microwave는 0.5GHz에서 50GHz에 이르는 주파수 대역을 지원하는 다양한 협대역 및 광대역 구성의 방향성 커플러를 제공합니다. 이 제품들은 50옴 전송 시스템에서 10~30와트의 입력 전력을 처리하도록 설계되었습니다. 마이크로스트립 또는 스트립라인 설계가 적용되었으며, 최상의 성능을 위해 최적화되었습니다.
본 제품은 기본적으로 SMA 또는 N 암 커넥터, 또는 고주파 부품용 2.92mm, 2.40mm 및 1.85mm 커넥터와 함께 제공됩니다.
맞춤 제작도 가능합니다.방향성 커플러고객님의 요구사항에 따라 제작해 드립니다. 맞춤 설정 페이지에서 필요한 사양을 입력하실 수 있습니다.
게시일: 2022년 8월 30일
