A diretividade de um acoplador indica quanto ele distingue os dois sentidos de propagação. É importante para medir uma pequena reflexão junto de uma onda incidente forte, mas não garante sozinha uma precisão fixa. Separe a discriminação perfeita do modelo ideal dos valores finitos de um componente.
1. Definir portas e condição ideal
Adotamos entrada principal 1, passagem 2, saída acoplada 3 e saída isolada 4 para excitação em 1. Confira os números reais no desenho.
Termine as portas não usadas em cargas correspondentes. Uma porta aberta normalmente não é a condição da ficha. Se a saída isolada for exatamente zero no modelo ideal, a diretividade é infinita. 30 ou 40 dB são valores finitos.
2. Acoplamento, isolamento e diretividade
Para a mesma impedância real de referência e terminações adequadas, definimos valores positivos C = −20 log10|S31| e I = −20 log10|S41|. Então D = I−C.
Com C = 20 dB e I = 50 dB, D = 30 dB. Não chame os 50 dB de isolamento de diretividade.
Em definições com excitação inversa ou planos diferentes, confira como a perda de passagem é tratada. Adaptadores e cargas fazem parte da diretividade efetiva da medição.
3. Considerar a fase da fuga
Sinal desejado e contribuição indesejada somam amplitudes complexas. Conforme a fase, a leitura cresce ou diminui. Subtrair simplesmente potências não é uma correção geral.
No modelo simplificado, a amplitude normalizada da fuga é 10−D/20: aproximadamente 0,0316 para 30 dB e 0,01 para 40 dB.
Portanto, 40 dB não significa precisão garantida de ±0,5% em qualquer condição. Reflexão real, outros erros e calibração importam.
4. Exemplo com return loss de 20 dB
RL verdadeiro de 20 dB corresponde a |Γ| = 0,1. Somando a fuga 0,0316 em fase ou oposição, o exemplo simplificado dá amplitudes de cerca de 0,0684 a 0,1316.
Isso corresponde a RL indicado aproximadamente entre 23,3 e 17,6 dB. Não é um orçamento completo de erros de fonte, detector e calibração.
Uma carga bem adaptada perto do limite do sistema não deve ser avaliada só por uma pequena leitura refletida. Cancelamento com a fuga não é melhoria física da carga.
5. ROE e potência
RL = −20 log10|Γ| e ROE = (1+|Γ|)/(1−|Γ|). RL de 20 dB equivale a ROE próxima de 1,22 e 1% de potência refletida.
Sob as condições adequadas, a fração de potência é |Γ|², não |Γ|. Diretividade do acoplador também não é a diretividade espacial de uma antena em relação ao isotrópico.
6. Avaliar a cadeia completa
Um medidor bidirecional normalmente oferece amostras separadas de avanço e retorno. Verifique circuito, terminações, acoplamento e diretividade para os dois sentidos.
Duas saídas não tornam a medição sem erro. Inclua cabos, cargas, sensores, frequência e reconexão. Nem todo acoplador requer uma construção de λ/4 e tolerância universal de ±0,01 mm.
| Parâmetro | Informação |
|---|---|
| Diretividade | Mínima na banda utilizada. |
| Acoplamento | Nível e resposta em frequência. |
| Adaptação | Portas, cargas e planos. |
| Potência | Limites da linha e saídas de medida. |
| Medição | Faixa dinâmica e incerteza. |
Se a saída isolada chega ao piso de ruído, há um limite de medição, não prova de diretividade infinita. Use as definições do acoplador e as relações de ROE para documentar o teste.
