Werkingsprincipe en toepassingsanalyse van de koppeling

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

Hoe de koppeling werkt

Koppelingen bestaan ​​meestal uit transmissielijnen of golfgeleiderstructuren, die een deel van de signaalenergie in de hoofdlijn overbrengen naar de koppelpoort via het koppelingseffect van elektromagnetische velden. Dit koppelingsproces heeft geen noemenswaardige invloed op de signaaloverdracht van de hoofdlijn en garandeert de normale werking van het systeem.

Belangrijkste soorten koppelingen

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

Vermogensverdeler: verdeelt ingangssignalen in gelijke verhoudingen naar meerdere uitgangspoorten; wordt vaak gebruikt in antenne-arrays en meerkanaalssystemen.

Hybride koppelaar: Kan het ingangssignaal verdelen in meerdere uitgangssignalen met gelijke amplitude, maar met verschillende fasen. Wordt veel gebruikt in faseverschuivers en gebalanceerde versterkers.

Belangrijkste parameters van de koppeling

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

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

Insertion Loss: verwijst naar het vermogensverlies wanneer het signaal door de koppelaar gaat. Hoe lager het insertion loss, hoe hoger de efficiëntie van de signaaloverdracht.

Staandegolfverhouding (VSWR): weerspiegelt de impedantieaanpassing van de koppelingspoort. Hoe dichter de VSWR bij 1 ligt, hoe beter de aanpassing.

Toepassingsgebieden van koppelingen

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

Vermogensverdeling: In een antenne-array worden koppelingen gebruikt om signalen gelijkmatig te verdelen over afzonderlijke antenne-elementen, om beamforming en richtingscontrole te realiseren.

Feedbackregeling: In versterkerschakelingen worden koppelingen gebruikt om een ​​deel van het uitgangssignaal te extraheren 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 te synthetiseren tot één signaal, voor eenvoudige transmissie en verwerking.

Laatste technologische vooruitgang

Met de snelle ontwikkeling van communicatietechnologie nemen de prestatie-eisen van koppelingen op het gebied van hoge frequenties, hoog vermogen en brede bandbreedte voortdurend toe. De afgelopen jaren zijn er steeds meer koppelingsproducten op basis van nieuwe materialen en processen op de markt gekomen, met een lager invoegverlies, hogere isolatie en een bredere frequentieband. Deze voldoen aan de behoeften van 5G-communicatie, radarsystemen, satellietcommunicatie en andere sectoren.

tot slot

Als sleutelcomponent in RF- en microgolfsystemen spelen koppelingen een belangrijke rol bij signaaloverdracht, -distributie en -bewaking. Inzicht in het werkingsprincipe, het type, de belangrijkste parameters en de toepassingsgebieden helpt bij het selecteren van de juiste koppeling en het optimaliseren van de systeemprestaties in concrete projecten.