दिशात्मक युग्मक का कार्य सिद्धांत

दिशात्मक युग्मक माइक्रोवेव मापन और अन्य माइक्रोवेव प्रणालियों में मानक माइक्रोवेव/मिलीमीटर तरंग घटक हैं। इनका उपयोग सिग्नल पृथक्करण, पृथक्करण और मिश्रण के लिए किया जा सकता है, जैसे कि शक्ति निगरानी, ​​स्रोत आउटपुट शक्ति स्थिरीकरण, सिग्नल स्रोत पृथक्करण, संचरण और परावर्तन आवृत्ति स्वीपिंग परीक्षण, आदि। यह एक दिशात्मक माइक्रोवेव शक्ति विभाजक है और आधुनिक स्वेप्ट-फ़्रीक्वेंसी रिफ्लेक्टोमीटर में एक अनिवार्य घटक है। आमतौर पर, इसके कई प्रकार होते हैं, जैसे वेवगाइड, कोएक्सियल लाइन, स्ट्रिपलाइन और माइक्रोस्ट्रिप।

चित्र 1 संरचना का एक योजनाबद्ध आरेख है। इसमें मुख्यतः दो भाग शामिल हैं, मुख्य लाइन और सहायक लाइन, जो विभिन्न प्रकार के छोटे छिद्रों, झिरियों और अंतरालों के माध्यम से एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं। इसलिए, मुख्य लाइन के सिरे पर स्थित "1" से आने वाली शक्ति का एक भाग द्वितीयक लाइन से जुड़ा होगा। तरंगों के व्यतिकरण या अध्यारोपण के कारण, शक्ति केवल द्वितीयक लाइन के साथ ही संचारित होगी—एक दिशा (जिसे "आगे" कहा जाता है), और दूसरी दिशा (जिसे "पीछे" कहा जाता है) में लगभग कोई शक्ति संचरण नहीं होता है।

चित्र 2 एक क्रॉस-डायरेक्शनल कपलर है, कपलर में एक पोर्ट अंतर्निर्मित मिलान लोड से जुड़ा हुआ है।

दिशात्मक युग्मक का अनुप्रयोग

1, शक्ति संश्लेषण प्रणाली के लिए
एक 3dB दिशात्मक युग्मक (जिसे आमतौर पर 3dB ब्रिज के रूप में जाना जाता है) का उपयोग आमतौर पर एक बहु-वाहक आवृत्ति संश्लेषण प्रणाली में किया जाता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। इस प्रकार का सर्किट इनडोर वितरित प्रणालियों में आम है। दो पावर एम्पलीफायरों से सिग्नल f1 और f2 के 3dB दिशात्मक युग्मक से गुजरने के बाद, प्रत्येक चैनल के आउटपुट में दो आवृत्ति घटक f1 और f2 होते हैं, और 3dB प्रत्येक आवृत्ति घटक के आयाम को कम करता है। यदि आउटपुट टर्मिनलों में से एक को अवशोषित लोड से जोड़ा जाता है, तो दूसरे आउटपुट का उपयोग निष्क्रिय इंटरमॉड्यूलेशन माप प्रणाली के पावर स्रोत के रूप में किया जा सकता है। यदि आपको अलगाव में और सुधार करने की आवश्यकता है, तो आप कुछ घटक जैसे फ़िल्टर और आइसोलेटर जोड़ सकते हैं
 
दिशात्मक युग्मक का उपयोग शक्ति संयोजन प्रणाली एक में किया जाता है।
शक्ति संयोजन के एक अन्य अनुप्रयोग के रूप में दिशात्मक गली क्षेत्र नीचे चित्र (a) में दिखाया गया है। इस परिपथ में, दिशात्मक युग्मक की दिशिकता को चतुराई से लागू किया गया है। यह मानते हुए कि दोनों युग्मकों की युग्मन डिग्री 10dB है और दिशिकता 25dB है, f1 और f2 सिरों के बीच अलगाव 45dB है। यदि f1 और f2 के इनपुट दोनों 0dBm हैं, तो संयुक्त आउटपुट दोनों -10dBm है। नीचे चित्र (b) में विल्किंसन युग्मक (इसका विशिष्ट अलगाव मान 20dB है) के साथ तुलना में, OdBm का समान इनपुट सिग्नल, संश्लेषण के बाद, -3dBm है (प्रविष्टि हानि पर विचार किए बिना)। अंतर-नमूना स्थिति की तुलना में, इस समय, चित्र (a) में f1 और f2 के बीच अलगाव "घटता है" 38 dB है। अंतिम तुलना परिणाम यह है कि दिशात्मक युग्मक की शक्ति संश्लेषण विधि विल्किंसन युग्मक की तुलना में 18dB अधिक है। यह योजना दस प्रवर्धकों के अंतर-मॉड्यूलेशन मापन के लिए उपयुक्त है।

शक्ति संयोजन प्रणाली 2 में एक दिशात्मक युग्मक का उपयोग किया जाता है

2, रिसीवर विरोधी हस्तक्षेप माप या नकली माप के लिए उपयोग किया जाता है
आरएफ परीक्षण और मापन प्रणाली में, नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया सर्किट अक्सर देखा जा सकता है। मान लीजिए कि DUT (परीक्षण के तहत डिवाइस या उपकरण) एक रिसीवर है। उस स्थिति में, दिशात्मक युग्मक के युग्मन छोर के माध्यम से रिसीवर में एक आसन्न चैनल हस्तक्षेप संकेत इंजेक्ट किया जा सकता है। फिर दिशात्मक युग्मक के माध्यम से उनसे जुड़ा एक एकीकृत परीक्षक रिसीवर प्रतिरोध - हजार हस्तक्षेप प्रदर्शन का परीक्षण कर सकता है। यदि DUT एक सेलुलर फोन है, तो फोन के ट्रांसमीटर को दिशात्मक युग्मक के युग्मन छोर से जुड़े एक व्यापक परीक्षक द्वारा चालू किया जा सकता है। फिर एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग दृश्य फोन के नकली आउटपुट को मापने के लिए किया जा सकता है। बेशक, स्पेक्ट्रम विश्लेषक से पहले कुछ फ़िल्टर सर्किट जोड़े जाने चाहिए।

दिशात्मक युग्मक का उपयोग सेलुलर फोन के रिसीवर या नकली ऊंचाई के हस्तक्षेप-रोधी माप के लिए किया जाता है।
इस परीक्षण परिपथ में, दिशात्मक युग्मक की दिशिकता अत्यंत महत्वपूर्ण है। थ्रू सिरे से जुड़ा स्पेक्ट्रम विश्लेषक केवल DUT से संकेत प्राप्त करना चाहता है, युग्मन सिरे से पासवर्ड प्राप्त नहीं करना चाहता।

3, सिग्नल सैंपलिंग और निगरानी के लिए
ट्रांसमीटर ऑनलाइन मापन और निगरानी दिशात्मक युग्मकों के सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अनुप्रयोगों में से एक हो सकता है। निम्नलिखित चित्र सेलुलर बेस स्टेशन मापन के लिए दिशात्मक युग्मकों का एक विशिष्ट अनुप्रयोग है। मान लीजिए कि ट्रांसमीटर की आउटपुट शक्ति 43dBm (20W) है, दिशात्मक युग्मक की युग्मन क्षमता 30dB है, और सम्मिलन हानि (लाइन हानि और युग्मन हानि) 0.15dB है। युग्मन सिरे से बेस स्टेशन परीक्षक को 13dBm (20mW) सिग्नल भेजा जाता है, दिशात्मक युग्मक का प्रत्यक्ष आउटपुट 42.85dBm (19.3W) है, और रिसाव को अलग-थलग पक्ष की शक्ति को भार द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है।

दिशात्मक युग्मक का उपयोग बेस स्टेशन मापन के लिए किया जाता है।
लगभग सभी ट्रांसमीटर ऑनलाइन सैंपलिंग और मॉनिटरिंग के लिए इस पद्धति का उपयोग करते हैं, और शायद केवल यही विधि सामान्य कार्य स्थितियों के तहत ट्रांसमीटर के प्रदर्शन परीक्षण की गारंटी दे सकती है। लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ट्रांसमीटर परीक्षण समान है, और विभिन्न परीक्षकों की अलग-अलग चिंताएँ होती हैं। WCDMA बेस स्टेशनों को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, ऑपरेटरों को उनके कार्य आवृत्ति बैंड (2110 ~ 2170 मेगाहर्ट्ज) में संकेतकों पर ध्यान देना चाहिए, जैसे सिग्नल की गुणवत्ता, इन-चैनल पावर, आसन्न चैनल पावर, आदि। इस आधार के तहत, निर्माता बेस स्टेशन के आउटपुट छोर पर स्थापित करेंगे। एक नैरोबैंड (जैसे 2110 ~ 2170 मेगाहर्ट्ज) दिशात्मक युग्मक ट्रांसमीटर की इन-बैंड कार्य स्थितियों की निगरानी करने और इसे किसी भी समय नियंत्रण केंद्र को भेजने के लिए।
यदि यह रेडियो फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम का नियामक है-सॉफ्ट बेस स्टेशन इंडिकेटर्स का परीक्षण करने के लिए रेडियो मॉनिटरिंग स्टेशन, इसका फोकस पूरी तरह से अलग है। रेडियो प्रबंधन विनिर्देश आवश्यकताओं के अनुसार, परीक्षण आवृत्ति रेंज 9kHz ~ 12.75GHz तक बढ़ा दी गई है, और परीक्षण किया गया बेस स्टेशन इतना व्यापक है। आवृत्ति बैंड में कितना नकली विकिरण उत्पन्न होगा और अन्य बेस स्टेशनों के नियमित संचालन में हस्तक्षेप करेगा? रेडियो मॉनिटरिंग स्टेशनों की चिंता। इस समय, सिग्नल सैंपलिंग के लिए समान बैंडविड्थ वाले एक दिशात्मक युग्मक की आवश्यकता होती है, लेकिन एक दिशात्मक युग्मक जो 9kHz ~ 12.75GHz को कवर कर सकता है, मौजूद नहीं लगता है। हम जानते हैं कि एक दिशात्मक युग्मक के युग्मन हाथ की लंबाई इसकी केंद्र आवृत्ति से संबंधित है

4, ऑनलाइन बिजली माप
थ्रू-टाइप शक्ति मापन तकनीक में, दिशात्मक युग्मक एक अत्यंत महत्वपूर्ण उपकरण है। निम्नलिखित चित्र एक विशिष्ट पास-थ्रू उच्च-शक्ति मापन प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख दर्शाता है। परीक्षणाधीन प्रवर्धक से प्राप्त अग्र शक्ति को दिशात्मक युग्मक के अग्र युग्मन सिरे (टर्मिनल 3) द्वारा प्रतिचयनित करके शक्ति मीटर को भेजा जाता है। परावर्तित शक्ति को पश्च युग्मन टर्मिनल (टर्मिनल 4) द्वारा प्रतिचयनित करके शक्ति मीटर को भेजा जाता है।
उच्च शक्ति मापन के लिए दिशात्मक युग्मक का उपयोग किया जाता है।
कृपया ध्यान दें: लोड से परावर्तित शक्ति प्राप्त करने के अलावा, रिवर्स कपलिंग टर्मिनल (टर्मिनल 4) आगे की दिशा (टर्मिनल 1) से रिसाव शक्ति भी प्राप्त करता है, जो दिशात्मक युग्मक की दिशिकता के कारण होता है। परावर्तित ऊर्जा वह है जिसे परीक्षक मापने की उम्मीद करता है, और रिसाव शक्ति परावर्तित शक्ति माप में त्रुटियों का प्राथमिक स्रोत है। परावर्तित शक्ति और रिसाव शक्ति को रिवर्स कपलिंग छोर (4 छोर) पर आरोपित किया जाता है और फिर बिजली मीटर को भेजा जाता है। क्योंकि दो संकेतों के संचरण पथ अलग हैं, यह एक वेक्टर सुपरपोजिशन है। यदि बिजली मीटर में लीकेज पावर इनपुट की तुलना परावर्तित शक्ति से की जा सकती है, तो यह एक महत्वपूर्ण माप त्रुटि उत्पन्न करेगा।
बेशक, भार (सिर 2) से परावर्तित शक्ति भी अग्र युग्मन सिरे (सिर 1, जो ऊपर दिए गए चित्र में नहीं दिखाया गया है) तक रिस जाएगी। फिर भी, इसका परिमाण अग्र शक्ति की तुलना में न्यूनतम है, जो अग्र शक्ति को मापता है। परिणामी त्रुटि को अनदेखा किया जा सकता है।

चीन की "सिलिकॉन वैली" - बीजिंग झोंगगुआनचुन में स्थित बीजिंग रोफिया ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स कंपनी लिमिटेड, घरेलू और विदेशी अनुसंधान संस्थानों, विश्वविद्यालयों और उद्यम वैज्ञानिक अनुसंधान कर्मियों की सेवा के लिए समर्पित एक उच्च तकनीक उद्यम है। हमारी कंपनी मुख्य रूप से ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के स्वतंत्र अनुसंधान और विकास, डिज़ाइन, निर्माण और बिक्री में लगी हुई है, और वैज्ञानिक शोधकर्ताओं और औद्योगिक इंजीनियरों के लिए नवीन समाधान और पेशेवर, व्यक्तिगत सेवाएँ प्रदान करती है। वर्षों के स्वतंत्र नवाचार के बाद, इसने फोटोइलेक्ट्रिक उत्पादों की एक समृद्ध और उत्तम श्रृंखला बनाई है, जिसका व्यापक रूप से नगरपालिका, सैन्य, परिवहन, विद्युत शक्ति, वित्त, शिक्षा, चिकित्सा और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

हम आपके साथ सहयोग के लिए तत्पर हैं!