Principiul de funcționare și analiza aplicațiilor cuplajului

Cuplorul este un dispozitiv pasiv utilizat pentru transmiterea semnalelor între diferite circuite sau sisteme. Este utilizat pe scară largă în câmpurile de radiofrecvență și microunde. Funcția sa principală este de a cupla o anumită proporție de putere de la linia principală de transmisie la linia secundară pentru a realiza distribuția semnalului, monitorizarea sau feedback-ul.

Cum funcționează cuplajul

Cuploarele constau de obicei din linii de transmisie sau structuri de ghid de undă, care transferă o parte din energia semnalului din linia principală către portul de cuplare prin efectul de cuplare al câmpurilor electromagnetice. Acest proces de cuplare nu va afecta semnificativ transmisia semnalului liniei principale, asigurând funcționarea normală a sistemului.

Principalele tipuri de cuplaje

Cuplor direcțional: Are patru porturi și poate cupla direcțional o parte a semnalului de intrare la un port de ieșire specific pentru monitorizarea semnalului și controlul feedback-ului.

Divizor de putere: Distribuie semnalele de intrare către mai multe porturi de ieșire în proporții egale, adesea utilizat în sisteme de antene și multicanal.

Cuplor hibrid: Poate împărți semnalul de intrare în mai multe semnale de ieșire de amplitudine egală, dar cu faze diferite. Este utilizat pe scară largă în schimbătoare de fază și amplificatoare echilibrate.

Parametrii cheie ai cuplajului

Factor de cuplare: Indică raportul dintre puterea semnalului recepționat de portul de cuplare și puterea de intrare, exprimat de obicei în decibeli (dB).

Izolare: Măsoară gradul de izolare a semnalului între porturile neutilizate. Cu cât izolația este mai mare, cu atât interferența dintre porturi este mai mică.

Pierderea de inserție: se referă la pierderea de putere atunci când semnalul trece prin cuplor. Cu cât pierderea de inserție este mai mică, cu atât eficiența transmisiei semnalului este mai mare.

Raportul de undă staționară (VSWR): reflectă adaptarea impedanței portului de cuplare. Cu cât VSWR este mai aproape de 1, cu atât performanța de adaptare este mai bună.

Domenii de aplicare ale cuplajelor

Monitorizarea semnalului: În sistemele de radiofrecvență, cuploarele sunt utilizate pentru a extrage o parte din semnal pentru monitorizare și măsurare fără a afecta transmisia semnalului principal.

Distribuția puterii: Într-un sistem de antene, cuploarele sunt utilizate pentru a distribui uniform semnalele către elementele individuale ale antenei, pentru a realiza formarea fasciculului și controlul direcției.

Controlul feedback-ului: În circuitele amplificatoare, cuploarele sunt utilizate pentru a extrage o porțiune din semnalul de ieșire și a-l retransmite la intrare pentru a stabiliza amplificarea și a îmbunătăți liniaritatea.

Sinteza semnalelor: În sistemele de comunicații, cuploarele pot fi utilizate pentru a sintetiza mai multe semnale într-un singur semnal, pentru o transmitere și procesare ușoară.

Ultimele progrese tehnologice

Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de comunicații, cerințele de performanță ale cuploarelor în ceea ce privește frecvența înaltă, puterea mare și lățimea de bandă largă sunt în continuă creștere. În ultimii ani, au continuat să apară produse de cuploare bazate pe materiale noi și procese noi, cu pierderi de inserție mai mici, izolație mai mare și bandă de frecvență de operare mai largă, satisfăcând nevoile comunicațiilor 5G, sistemelor radar, comunicațiilor prin satelit și altor domenii.

în concluzie

Fiind o componentă cheie în sistemele RF și microunde, cuploarele joacă un rol important în transmiterea, distribuția și monitorizarea semnalelor. Înțelegerea principiului de funcționare, a tipului, a parametrilor cheie și a domeniilor de aplicare va ajuta la selectarea cuploarului potrivit și la optimizarea performanței sistemului în proiectele concrete.