દિશાત્મક કપ્લરનું કાર્ય સિદ્ધાંત

ડાયરેક્શનલ કપ્લર્સ માઇક્રોવેવ માપન અને અન્ય માઇક્રોવેવ સિસ્ટમ્સમાં પ્રમાણભૂત માઇક્રોવેવ/મિલિમીટર વેવ ઘટકો છે. તેનો ઉપયોગ સિગ્નલ આઇસોલેશન, સેપરેશન અને મિક્સિંગ માટે કરી શકાય છે, જેમ કે પાવર મોનિટરિંગ, સ્ત્રોત આઉટપુટ પાવર સ્ટેબિલાઇઝેશન, સિગ્નલ સોર્સ આઇસોલેશન, ટ્રાન્સમિશન અને રિફ્લેક્શન ફ્રીક્વન્સી સ્વીપિંગ ટેસ્ટ, વગેરે. તે ડાયરેક્શનલ માઇક્રોવેવ પાવર ડિવાઇડર છે, અને તે એક અનિવાર્ય ઘટક છે. આધુનિક સ્વેપ્ટ-ફ્રિકવન્સી રિફ્લેક્ટોમીટરમાં. સામાન્ય રીતે, ત્યાં ઘણા પ્રકારો છે, જેમ કે વેવગાઇડ, કોક્સિયલ લાઇન, સ્ટ્રીપલાઇન અને માઇક્રોસ્ટ્રીપ.

આકૃતિ 1 એ બંધારણની યોજનાકીય આકૃતિ છે. તેમાં મુખ્યત્વે બે ભાગોનો સમાવેશ થાય છે, મુખ્ય લાઇન અને સહાયક રેખા, જે નાના છિદ્રો, સ્લિટ્સ અને ગાબડાઓના વિવિધ સ્વરૂપો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે. તેથી, મુખ્ય લાઇનના છેડે “1″ માંથી પાવર ઇનપુટનો ભાગ ગૌણ લાઇન સાથે જોડવામાં આવશે. તરંગોની દખલગીરી અથવા સુપરપોઝિશનને લીધે, પાવર માત્ર ગૌણ રેખા સાથે પ્રસારિત થશે - એક દિશા (જેને "આગળ" કહેવામાં આવે છે), અને બીજી એક ક્રમમાં લગભગ કોઈ પાવર ટ્રાન્સમિશન નથી (જેને "વિપરીત" કહેવામાં આવે છે)

આકૃતિ 2 એ ક્રોસ-ડાયરેક્શનલ કપ્લર છે, કપ્લરમાંનો એક પોર્ટ બિલ્ટ-ઇન મેચિંગ લોડ સાથે જોડાયેલ છે.

ડાયરેક્શનલ કપ્લરની અરજી

1, પાવર સિન્થેસિસ સિસ્ટમ માટે
3dB ડાયરેક્શનલ કપ્લર (સામાન્ય રીતે 3dB બ્રિજ તરીકે ઓળખાય છે) નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મલ્ટિ-કેરિયર ફ્રીક્વન્સી સિન્થેસિસ સિસ્ટમમાં થાય છે, જે નીચેની આકૃતિમાં બતાવેલ છે. આ પ્રકારની સર્કિટ ઇન્ડોર વિતરિત સિસ્ટમોમાં સામાન્ય છે. બે પાવર એમ્પ્લીફાયરમાંથી સિગ્નલો f1 અને f2 3dB ડાયરેક્શનલ કપ્લરમાંથી પસાર થયા પછી, દરેક ચેનલના આઉટપુટમાં બે ફ્રીક્વન્સી ઘટકો f1 અને f2 હોય છે, અને 3dB દરેક ફ્રીક્વન્સી ઘટકનું કંપનવિસ્તાર ઘટાડે છે. જો આઉટપુટ ટર્મિનલમાંથી એક શોષક લોડ સાથે જોડાયેલ હોય, તો અન્ય આઉટપુટનો ઉપયોગ નિષ્ક્રિય ઇન્ટરમોડ્યુલેશન માપન સિસ્ટમના પાવર સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. જો તમારે અલગતામાં વધુ સુધારો કરવાની જરૂર હોય, તો તમે ફિલ્ટર અને આઇસોલેટર જેવા કેટલાક ઘટકો ઉમેરી શકો છો. સારી રીતે ડિઝાઇન કરેલ 3dB બ્રિજનું આઇસોલેશન 33dB કરતાં વધુ હોઇ શકે છે.
 
ડાયરેક્શનલ કપ્લરનો ઉપયોગ પાવર કોમ્બિનિંગ સિસ્ટમ વનમાં થાય છે.
પાવર કોમ્બિનિંગના અન્ય ઉપયોગ તરીકે દિશાસૂચક ગલી વિસ્તાર નીચે આકૃતિ (a) માં બતાવવામાં આવ્યો છે. આ સર્કિટમાં, ડાયરેક્શનલ કપ્લરની ડાયરેક્ટિવિટી ચતુરાઈથી લાગુ કરવામાં આવી છે. એમ ધારી રહ્યા છીએ કે બે કપ્લર્સની કપલિંગ ડિગ્રી બંને 10dB છે અને ડાયરેક્ટિવિટી બંને 25dB છે, f1 અને f2 છેડા વચ્ચેનું અલગતા 45dB છે. જો f1 અને f2 ના ઇનપુટ બંને 0dBm છે, તો સંયુક્ત આઉટપુટ બંને -10dBm છે. નીચેની આકૃતિ (b) માં વિલ્કિન્સન કપ્લર (તેનું લાક્ષણિક અલગતા મૂલ્ય 20dB છે) સાથે સરખામણી કરીએ તો, OdBm નું સમાન ઇનપુટ સિગ્નલ, સંશ્લેષણ પછી, ત્યાં -3dBm છે (નિવેશ નુકશાનને ધ્યાનમાં લીધા વિના). આંતર-નમૂનાની સ્થિતિની તુલનામાં, અમે આકૃતિ (a) માં ઇનપુટ સિગ્નલને 7dB દ્વારા વધારીએ છીએ જેથી તેનું આઉટપુટ આકૃતિ (b) સાથે સુસંગત રહે. આ સમયે, આકૃતિ (a) માં f1 અને f2 વચ્ચેનું અલગતા “ઘટે છે” “38 dB છે. અંતિમ સરખામણી પરિણામ એ છે કે ડાયરેક્શનલ કપ્લરની પાવર સિન્થેસિસ પદ્ધતિ વિલ્કિન્સન કપ્લર કરતા 18dB વધારે છે. આ યોજના દસ એમ્પ્લીફાયર્સના ઇન્ટરમોડ્યુલેશન માપન માટે યોગ્ય છે.

પાવર કોમ્બિનિંગ સિસ્ટમ 2 માં ડાયરેક્શનલ કપ્લરનો ઉપયોગ થાય છે

2, રીસીવર વિરોધી હસ્તક્ષેપ માપન અથવા બનાવટી માપન માટે વપરાય છે
RF પરીક્ષણ અને માપન પ્રણાલીમાં, નીચેની આકૃતિમાં બતાવેલ સર્કિટ ઘણીવાર જોઈ શકાય છે. ધારો કે DUT (પરીક્ષણ હેઠળનું ઉપકરણ અથવા સાધન) રીસીવર છે. તે કિસ્સામાં, ડાયરેક્શનલ કપ્લરના કપલિંગ એન્ડ દ્વારા રીસીવરમાં અડીને ચેનલ હસ્તક્ષેપ સિગ્નલ દાખલ કરી શકાય છે. પછી ડાયરેક્શનલ કપ્લર દ્વારા તેમની સાથે જોડાયેલ એક સંકલિત ટેસ્ટર રીસીવરની પ્રતિકાર-હજાર હસ્તક્ષેપ કામગીરીને ચકાસી શકે છે. જો DUT એ સેલ્યુલર ફોન હોય, તો ફોનના ટ્રાન્સમીટરને ડાયરેક્શનલ કપ્લરના કપલિંગ એન્ડ સાથે જોડાયેલા વ્યાપક ટેસ્ટર દ્વારા ચાલુ કરી શકાય છે. પછી સીન ફોનના બનાવટી આઉટપુટને માપવા માટે સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. અલબત્ત, સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષક પહેલાં કેટલાક ફિલ્ટર સર્કિટ ઉમેરવા જોઈએ. કારણ કે આ ઉદાહરણ માત્ર ડાયરેક્શનલ કપ્લર્સના ઉપયોગની ચર્ચા કરે છે, ફિલ્ટર સર્કિટ અવગણવામાં આવે છે.

ડાયરેક્શનલ કપ્લરનો ઉપયોગ સેલ્યુલર ફોનની રિસીવર અથવા બનાવટી ઊંચાઈના દખલ વિરોધી માપન માટે થાય છે.
આ ટેસ્ટ સર્કિટમાં, ડાયરેક્શનલ કપ્લરની ડાયરેક્ટિવિટી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. થ્રુ એન્ડ સાથે જોડાયેલ સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષક ફક્ત DUT તરફથી સિગ્નલ પ્રાપ્ત કરવા માંગે છે અને કપલિંગ એન્ડથી પાસવર્ડ પ્રાપ્ત કરવા માંગતો નથી.

3, સિગ્નલ સેમ્પલિંગ અને મોનિટરિંગ માટે
ટ્રાન્સમીટર ઓનલાઈન માપન અને દેખરેખ એ ડાયરેક્શનલ કપ્લર્સની સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી એપ્લિકેશનોમાંથી એક હોઈ શકે છે. નીચેની આકૃતિ સેલ્યુલર બેઝ સ્ટેશન માપન માટે ડાયરેક્શનલ કપ્લર્સની લાક્ષણિક એપ્લિકેશન છે. ધારો કે ટ્રાન્સમીટરની આઉટપુટ પાવર 43dBm (20W) છે, જે ડાયરેક્શનલ કપ્લરનું જોડાણ છે. ક્ષમતા 30dB છે, નિવેશ નુકશાન (લાઇન લોસ વત્તા કપલિંગ નુકશાન) 0.15dB છે. કપલિંગ એન્ડમાં 13dBm (20mW) સિગ્નલ છે જે બેઝ સ્ટેશન ટેસ્ટરને મોકલવામાં આવે છે, ડાયરેક્શનલ કપ્લરનું સીધું આઉટપુટ 42.85dBm (19.3W) છે, અને લિકેજ છે અલગ બાજુની પાવર લોડ દ્વારા શોષાય છે.

દિશાત્મક કપ્લરનો ઉપયોગ બેઝ સ્ટેશન માપન માટે થાય છે.
લગભગ તમામ ટ્રાન્સમીટર ઓનલાઈન સેમ્પલિંગ અને મોનિટરિંગ માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે, અને કદાચ આ પદ્ધતિ સામાન્ય કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં ટ્રાન્સમીટરના પ્રદર્શન પરીક્ષણની ખાતરી આપી શકે છે. પરંતુ એ નોંધવું જોઈએ કે ટ્રાન્સમીટર ટેસ્ટ એ જ છે, અને જુદા જુદા પરીક્ષકોને અલગ-અલગ ચિંતાઓ હોય છે. WCDMA બેઝ સ્ટેશનને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, ઓપરેટરોએ તેમના કાર્યકારી આવર્તન બેન્ડ (2110~2170MHz) માં સૂચકાંકો પર ધ્યાન આપવું આવશ્યક છે, જેમ કે સિગ્નલ ગુણવત્તા, ઇન-ચેનલ પાવર, અડીને ચેનલ પાવર, વગેરે. આ આધાર હેઠળ, ઉત્પાદકો ઇન્સ્ટોલ કરશે બેઝ સ્ટેશનનો આઉટપુટ એન્ડ નેરોબેન્ડ (જેમ કે 2110~2170MHz) ડાયરેક્શનલ કપ્લર ટ્રાન્સમીટરની ઇન-બેન્ડ કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓનું નિરીક્ષણ કરવા અને તેને કોઈપણ સમયે નિયંત્રણ કેન્દ્રમાં મોકલવા માટે.
જો તે રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમનું રેગ્યુલેટર છે - સોફ્ટ બેઝ સ્ટેશન ઈન્ડિકેટર્સને ચકાસવા માટે રેડિયો મોનિટરિંગ સ્ટેશન, તો તેનું ફોકસ સંપૂર્ણપણે અલગ છે. રેડિયો મેનેજમેન્ટ સ્પેસિફિકેશન જરૂરિયાતો અનુસાર, ટેસ્ટ ફ્રીક્વન્સી રેન્જ 9kHz~12.75GHz સુધી લંબાવવામાં આવી છે, અને પરીક્ષણ કરેલ બેઝ સ્ટેશન એટલું વ્યાપક છે. ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં કેટલું બનાવટી રેડિયેશન ઉત્પન્ન થશે અને અન્ય બેઝ સ્ટેશનોની નિયમિત કામગીરીમાં દખલ કરશે? રેડિયો મોનિટરિંગ સ્ટેશનોની ચિંતા. આ સમયે, સિગ્નલ સેમ્પલિંગ માટે સમાન બેન્ડવિડ્થ સાથે ડાયરેક્શનલ કપ્લર જરૂરી છે, પરંતુ ડાયરેક્શનલ કપ્લર કે જે 9kHz~12.75GHz કવર કરી શકે તે અસ્તિત્વમાં નથી. આપણે જાણીએ છીએ કે ડાયરેક્શનલ કપ્લરના કપલિંગ હાથની લંબાઈ તેની કેન્દ્રની આવર્તન સાથે સંબંધિત છે. અલ્ટ્રા-વાઇડબેન્ડ ડાયરેક્શનલ કપ્લરની બેન્ડવિડ્થ 5-6 ઓક્ટેવ બેન્ડ્સ હાંસલ કરી શકે છે, જેમ કે 0.5-18GHz, પરંતુ 500MHz ની નીચેની આવર્તન બેન્ડને આવરી શકાતી નથી.

4, ઓનલાઈન પાવર માપન
થ્રુ-ટાઈપ પાવર મેઝરમેન્ટ ટેક્નોલોજીમાં, ડાયરેક્શનલ કપ્લર એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ઉપકરણ છે. નીચેની આકૃતિ લાક્ષણિક પાસ-થ્રુ હાઇ-પાવર માપન પ્રણાલીની યોજનાકીય રેખાકૃતિ દર્શાવે છે. ટેસ્ટ હેઠળ એમ્પ્લીફાયરમાંથી ફોરવર્ડ પાવરને ડાયરેક્શનલ કપ્લરના ફોરવર્ડ કપલિંગ એન્ડ (ટર્મિનલ 3) દ્વારા નમૂના લેવામાં આવે છે અને પાવર મીટરને મોકલવામાં આવે છે. રિવર્સ કપલિંગ ટર્મિનલ (ટર્મિનલ 4) દ્વારા પ્રતિબિંબિત શક્તિનો નમૂના લેવામાં આવે છે અને પાવર મીટરને મોકલવામાં આવે છે.
હાઇ પાવર માપન માટે ડાયરેક્શનલ કપ્લરનો ઉપયોગ થાય છે.
મહેરબાની કરીને નોંધ કરો: લોડમાંથી પ્રતિબિંબિત શક્તિ પ્રાપ્ત કરવા ઉપરાંત, રિવર્સ કપલિંગ ટર્મિનલ (ટર્મિનલ 4) આગળની દિશા (ટર્મિનલ 1) માંથી લિકેજ પાવર પણ મેળવે છે, જે ડાયરેક્શનલ કપ્લરની ડાયરેક્ટિવિટીને કારણે થાય છે. પ્રતિબિંબિત ઉર્જા એ છે જે પરીક્ષક માપવાની આશા રાખે છે, અને લિકેજ શક્તિ એ પ્રતિબિંબિત શક્તિ માપનમાં ભૂલોનો પ્રાથમિક સ્ત્રોત છે. પ્રતિબિંબિત શક્તિ અને લિકેજ પાવર રિવર્સ કપલિંગ એન્ડ (4 છેડા) પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે અને પછી પાવર મીટર પર મોકલવામાં આવે છે. બે સિગ્નલોના ટ્રાન્સમિશન પાથ અલગ હોવાથી, તે વેક્ટર સુપરપોઝિશન છે. જો વીજ મીટરમાં લિકેજ પાવર ઇનપુટને પ્રતિબિંબિત શક્તિ સાથે સરખાવી શકાય, તો તે નોંધપાત્ર માપન ભૂલ પેદા કરશે.
અલબત્ત, લોડ (અંત 2) માંથી પ્રતિબિંબિત શક્તિ પણ આગળના કપલિંગ છેડે (અંત 1, ઉપરની આકૃતિમાં બતાવેલ નથી) સુધી લીક થશે. તેમ છતાં, તેની તીવ્રતા ફોરવર્ડ પાવરની તુલનામાં ન્યૂનતમ છે, જે આગળની શક્તિને માપે છે. પરિણામી ભૂલને અવગણી શકાય છે.

ચીનની "સિલિકોન વેલી" - બેઇજિંગ ઝોંગગુઆનકુનમાં સ્થિત બેઇજિંગ રોફેઆ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ કંપની લિમિટેડ, દેશી અને વિદેશી સંશોધન સંસ્થાઓ, સંશોધન સંસ્થાઓ, યુનિવર્સિટીઓ અને એન્ટરપ્રાઈઝ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન કર્મચારીઓને સેવા આપવા માટે સમર્પિત એક ઉચ્ચ તકનીકી સાહસ છે. અમારી કંપની મુખ્યત્વે સ્વતંત્ર સંશોધન અને વિકાસ, ડિઝાઇન, ઉત્પાદન, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના વેચાણમાં રોકાયેલ છે અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધકો અને ઔદ્યોગિક એન્જિનિયરો માટે નવીન ઉકેલો અને વ્યાવસાયિક, વ્યક્તિગત સેવાઓ પ્રદાન કરે છે. વર્ષોની સ્વતંત્ર નવીનતા પછી, તેણે ફોટોઈલેક્ટ્રીક ઉત્પાદનોની સમૃદ્ધ અને સંપૂર્ણ શ્રેણીની રચના કરી છે, જેનો ઉપયોગ મ્યુનિસિપલ, લશ્કરી, પરિવહન, ઇલેક્ટ્રિક પાવર, ફાઇનાન્સ, શિક્ષણ, તબીબી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

અમે તમારી સાથે સહકારની રાહ જોઈ રહ્યા છીએ!