Werkingsprincipe en toepassingsanalyse van de koppeling

Een koppelaar is een passief apparaat dat wordt gebruikt om signalen tussen verschillende circuits of systemen over te brengen. Het wordt veel gebruikt in radiofrequentie- en microgolftoepassingen. De belangrijkste functie is het koppelen van een bepaald deel van het vermogen van de hoofdtransmissielijn naar de secundaire lijn om signaaldistributie, monitoring of feedback te realiseren.

Hoe de koppeling werkt

Koppelaars bestaan ​​doorgaans uit transmissielijnen of golfgeleiderstructuren, die een deel van de signaalenergie in de hoofdlijn overbrengen naar de koppelingspoort via het koppelingseffect van elektromagnetische velden. Dit koppelingsproces heeft geen significante invloed op de signaaloverdracht in de hoofdlijn, waardoor de normale werking van het systeem gewaarborgd blijft.

Belangrijkste soorten koppelingen

Directionele koppelaar: Deze heeft vier poorten en kan een deel van het ingangssignaal gericht koppelen aan een specifieke uitgangspoort voor signaalbewaking en feedbackregeling.

Vermogensverdeler: Verdeelt ingangssignalen gelijkmatig over meerdere uitgangspoorten, vaak gebruikt in antenne-arrays en meerkanalige systemen.

Hybride koppelaar: Deze kan het ingangssignaal opsplitsen in meerdere uitgangssignalen met gelijke amplitude maar verschillende fasen. Hij wordt veel gebruikt in faseverschuivers en gebalanceerde versterkers.

Belangrijkste parameters van de koppeling

Koppelingsfactor: Geeft de verhouding aan tussen het signaalvermogen dat door de koppelingspoort wordt ontvangen en het ingangsvermogen, meestal uitgedrukt in decibel (dB).

Isolatie: Meet de mate van signaalisolatie tussen ongebruikte poorten. Hoe hoger de isolatie, hoe kleiner de interferentie tussen de poorten.

Invoegverlies: verwijst naar het vermogensverlies dat optreedt wanneer het signaal door de koppelaar gaat. Hoe lager het invoegverlies, hoe hoger de efficiëntie van de signaaloverdracht.

De staande golfverhouding (VSWR): geeft de impedantieaanpassing van de koppelingspoort weer. Hoe dichter de VSWR bij 1 ligt, hoe beter de aanpassing.

Toepassingsgebieden van koppelingen

Signaalbewaking: In radiofrequentiesystemen worden koppelaars gebruikt om een ​​deel van het signaal te isoleren voor bewaking en meting, zonder de transmissie van het hoofdsignaal te beïnvloeden.

Vermogensverdeling: In een antenne-array worden koppelaars gebruikt om signalen gelijkmatig over de afzonderlijke antenne-elementen te verdelen, zodat bundelvorming en richtingscontrole mogelijk zijn.

Terugkoppeling: In versterkerschakelingen worden koppelaars gebruikt om een ​​deel van het uitgangssignaal af te nemen en terug te voeren naar de ingang om de versterking te stabiliseren en de lineariteit te verbeteren.

Signaalsynthese: In communicatiesystemen kunnen koppelaars worden gebruikt om meerdere signalen samen te voegen tot één signaal, zodat deze gemakkelijk kunnen worden verzonden en verwerkt.

nieuwste technologische vooruitgang

Met de snelle ontwikkeling van communicatietechnologie nemen de prestatie-eisen aan koppelaars op het gebied van hoge frequentie, hoog vermogen en brede bandbreedte voortdurend toe. De afgelopen jaren zijn er steeds meer koppelaars op de markt gekomen, gebaseerd op nieuwe materialen en processen, met een lagere invoegverlies, hogere isolatie en een bredere werkfrequentieband. Deze voldoen aan de behoeften van 5G-communicatie, radarsystemen, satellietcommunicatie en andere toepassingsgebieden.

tot slot

Koppelaars zijn een essentieel onderdeel van RF- en microgolfsystemen en spelen een belangrijke rol in signaaloverdracht, -distributie en -monitoring. Inzicht in het werkingsprincipe, het type, de belangrijkste parameters en de toepassingsgebieden helpt bij het selecteren van de juiste koppelaar en het optimaliseren van de systeemprestaties in concrete projecten.