方向性結合器は、信号処理デバイスの中でも重要なものです。その基本的な機能は、信号ポートとサンプリングポート間の高いアイソレーションを保ちながら、所定の結合度でRF信号をサンプリングすることです。これにより、多くのアプリケーションにおける解析、測定、処理が可能になります。方向性結合器は受動デバイスであるため、逆方向にも動作し、デバイスの方向性と結合度に応じて信号がメインパスに注入されます。方向性結合器の構成にはいくつかのバリエーションがあり、以下で詳しく説明します。
定義
理想的には、カプラは損失がなく、整合が取れており、可逆性を備えています。3ポートおよび4ポートネットワークの基本特性は、アイソレーション、結合、方向性であり、これらの値によってカプラの特性が評価されます。理想的なカプラは、無限の方向性とアイソレーションを備え、目的のアプリケーションに合わせて選択された結合係数を持ちます。
図1の機能図は、方向性結合器の動作を示し、関連する性能パラメータの説明が続きます。上図は4ポート結合器で、結合ポート（順方向）と分離ポート（逆方向、または反射ポート）の両方を備えています。下図は分離ポートを省いた3ポート構造です。これは、順方向の結合出力を1つだけ必要とするアプリケーションで使用されます。3ポート結合器は逆方向に接続することができ、その場合、結合ポートだったポートが分離ポートになります。
図1: 基本方向性結合器構成
パフォーマンス特性:
結合係数：これは、結合ポートP3に供給される入力電力（P1）の割合を示します。
指向性：これは、結合ポート（P3）と分離ポート（P4）で観測される、順方向と逆方向に伝播する波を分離するカップラーの能力の尺度です。
絶縁：結合されていない負荷に供給される電力を示します（P4）
挿入損失: これは、送信ポート (P2) に供給される入力電力 (P1) を表します。この電力は、結合ポートと分離ポートに供給される電力によって減少します。
これらの特性の dB 値は次のとおりです。
カップリング = C = 10 log (P1/P3)
指向性 = D = 10 log (P3/P4)
分離 = I = 10 log (P1/P4)
挿入損失 = L = 10 log (P1/P2)
カプラーの種類
このタイプのカプラには、図 2 に示すように、アクセス可能なポートが 3 つあり、4 番目のポートは最大の指向性を提供するために内部で終端されています。方向性カプラの基本的な機能は、分離された (逆) 信号をサンプリングすることです。一般的な用途は、反射電力 (または間接的に、VSWR) の測定です。このタイプのカプラは逆方向に接続できますが、可逆ではありません。結合ポートの 1 つは内部で終端されているため、使用できる結合信号は 1 つだけです。順方向 (図のように) では、結合ポートは逆波をサンプリングしますが、逆方向 (右側の RF 入力) に接続すると、結合ポートは結合係数によって低減された順方向波のサンプルになります。この接続により、デバイスは信号測定用のサンプラとして使用したり、出力信号の一部をフィードバック回路に送ったりすることができます。
図2: 50オーム方向性結合器
利点:
1、フォワードパスのパフォーマンスを最適化できる
2、高い指向性と遮音性
3、カプラの方向性は、絶縁ポートの終端によってもたらされるインピーダンス整合に大きく影響されます。この終端を内部に設けることで、高い性能が確保されます。
デメリット:
1、カップリングは順方向パスでのみ使用可能
2、結合線路なし
3、結合ポートに印加される電力はほぼ完全に内部終端で消費されるため、結合ポートの電力定格は入力ポートよりも低くなります。
Si Chuan Keenlion Microwaveは、0.5GHzから50GHzまでの周波数範囲をカバーする、狭帯域および広帯域構成の幅広い方向性結合器を取り揃えています。50Ω伝送システムにおいて、10Wから30Wの入力電力に対応できるよう設計されています。マイクロストリップまたはストリップライン設計を採用し、最高の性能を発揮するように最適化されています。
ユニットには、SMA または N メス コネクタ、あるいは高周波コンポーネント用の 2.92 mm、2.40 mm、1.85 mm コネクタが標準装備されています。
カスタマイズも可能です方向性結合器ご要望に応じてカスタマイズページにアクセスし、必要な仕様をご指定ください。
投稿日時: 2022年8月30日
