Richtkoppler sind wichtige Signalverarbeitungsgeräte. Ihre Hauptfunktion besteht darin, HF-Signale mit einem vordefinierten Kopplungsgrad abzutasten und dabei eine hohe Isolation zwischen den Signal- und Abtastanschlüssen zu gewährleisten. Dies ermöglicht die Analyse, Messung und Verarbeitung von Signalen für zahlreiche Anwendungen. Da es sich um passive Bauelemente handelt, funktionieren sie auch in umgekehrter Richtung, indem Signale entsprechend ihrer Richtcharakteristik und ihres Kopplungsgrades in den Hauptpfad eingespeist werden. Richtkoppler weisen verschiedene Konfigurationsvarianten auf, wie wir im Folgenden sehen werden.
Definitionen
Idealerweise wäre ein Koppler verlustfrei, angepasst und reziprok. Die grundlegenden Eigenschaften von Drei- und Viertornetzwerken sind Isolation, Kopplung und Richtwirkung. Deren Werte dienen zur Charakterisierung der Koppler. Ein idealer Koppler besitzt unendliche Richtwirkung und Isolation sowie einen für die jeweilige Anwendung geeigneten Kopplungsfaktor.
Das Funktionsdiagramm in Abb. 1 veranschaulicht die Funktionsweise eines Richtkopplers, gefolgt von einer Beschreibung der zugehörigen Leistungsparameter. Das obere Diagramm zeigt einen 4-Port-Koppler mit gekoppelten (Vorwärts-) und isolierten (Rückwärts- oder reflektierten) Ports. Das untere Diagramm zeigt eine 3-Port-Struktur ohne isolierten Port. Diese wird in Anwendungen eingesetzt, die nur einen einzigen vorwärtsgekoppelten Ausgang benötigen. Der 3-Port-Koppler kann auch umgekehrt angeschlossen werden, wobei der zuvor gekoppelte Port zum isolierten Port wird.
Abbildung 1: GrundlegendRichtkopplerKonfigurationen
Leistungsmerkmale:
Kopplungsfaktor: Dieser Wert gibt den Anteil der Eingangsleistung (an P1) an, der an den gekoppelten Port P3 abgegeben wird.
Richtwirkung: Dies ist ein Maß für die Fähigkeit des Kopplers, sich vorwärts und rückwärts ausbreitende Wellen zu trennen, wie an den gekoppelten (P3) und isolierten (P4) Anschlüssen beobachtet.
Isolation: Zeigt die an die ungekoppelte Last (P4) abgegebene Leistung an.
Einfügungsdämpfung: Hierbei handelt es sich um die Eingangsleistung (P1), die dem Sendeanschluss (P2) zugeführt wird und um die Leistung reduziert wird, die den gekoppelten und isolierten Anschlüssen zugeführt wird.
Die Werte dieser Merkmale in dB sind:
Kopplung = C = 10 log (P1/P3)
Richtwirkung = D = 10 log (P3/P4)
Isolation = I = 10 log (P1/P4)
Einfügungsverlust = L = 10 log (P1/P2)
Arten von Kupplungen
Dieser Kopplertyp verfügt über drei zugängliche Anschlüsse (siehe Abb. 2), wobei der vierte Anschluss intern abgeschlossen ist, um maximale Richtwirkung zu gewährleisten. Die Hauptfunktion eines Richtkopplers besteht in der Abtastung des isolierten (Rückwärts-)Signals. Eine typische Anwendung ist die Messung der reflektierten Leistung (oder indirekt des Stehwellenverhältnisses, VSWR). Obwohl der Koppler umgekehrt angeschlossen werden kann, ist er nicht reziprok. Da einer der gekoppelten Anschlüsse intern abgeschlossen ist, steht nur ein gekoppeltes Signal zur Verfügung. In Vorwärtsrichtung (siehe Abbildung) tastet der gekoppelte Anschluss die Rückwärtswelle ab. Bei umgekehrter Anschlussrichtung (HF-Eingang rechts) würde der gekoppelte Anschluss die um den Kopplungsfaktor reduzierte Vorwärtswelle abtasten. Mit dieser Konfiguration kann das Gerät als Abtaster für Signalmessungen oder zur Zuführung eines Teils des Ausgangssignals an eine Rückkopplungsschaltung verwendet werden.
Abbildung 2: 50-Ohm-Richtkoppler
Vorteile:
1. Die Leistung kann für den Vorwärtspfad optimiert werden.
2. Hohe Richtwirkung und Isolation
3. Die Richtwirkung eines Kopplers wird maßgeblich durch die Impedanzanpassung beeinflusst, die durch den Abschlusswiderstand am isolierten Port gewährleistet wird. Eine interne Ausführung dieses Abschlusswiderstands sichert eine hohe Leistungsfähigkeit.
Nachteile:
1. Die Kopplung ist nur auf der Vorwärtsstrecke möglich.
2. Keine gekoppelte Leitung
3. Die Nennleistung des gekoppelten Ports ist geringer als die des Eingangsports, da die dem gekoppelten Port zugeführte Leistung fast vollständig in der internen Terminierung dissipiert wird.
Si Chuan Keenlion Microwave bietet eine große Auswahl an Richtkopplern in Schmalband- und Breitbandausführungen für Frequenzen von 0,5 bis 50 GHz. Sie sind für Eingangsleistungen von 10 bis 30 Watt in einem 50-Ohm-Übertragungssystem ausgelegt. Es werden Mikrostreifen- oder Streifenleitungsdesigns verwendet, die für optimale Leistung optimiert sind.
Die Geräte sind standardmäßig mit SMA- oder N-Buchsen ausgestattet, oder mit 2,92-mm-, 2,40-mm- und 1,85-mm-Anschlüssen für Hochfrequenzkomponenten.
Wir können auch dieRichtkopplerGemäß Ihren Anforderungen. Sie können die Anpassungsseite aufrufen, um die benötigten Spezifikationen anzugeben.
Veröffentlichungszeit: 30. August 2022
