Un accoppiatore in guida d’onda trasferisce energia fra percorsi RF per campionare, distribuire o combinare segnali in condizioni definite. Non tutti gli accoppiatori sono giunzioni a T o divisori uguali da 3 dB. Parti dallo schema delle porte e dalla funzione richiesta.
Campionare la linea principale
Un accoppiatore direzionale può utilizzare fori o fessure di accoppiamento nella parete. La relazione di fase dei contributi permette di distinguere i versi di propagazione.
Il dispositivo passivo non crea potenza. L’ingresso si ripartisce fra uscita passante, accoppiata, riflessione e perdite, secondo la struttura e le terminazioni.
Calcolare l’accoppiamento
Con porte definite, l’accoppiamento positivo C = 10 log10(Pin/Paccoppiata). A 20 dB, idealmente il campione è l’1% dell’ingresso: 100 W corrispondono a 1 W.
A 25 dB la frazione è circa 0,316%; con 100 W, circa 0,316 W. Il sensore deve tollerare banda e potenza, includendo eventuali condizioni transitorie. Il numero di dB non autorizza qualsiasi collegamento diretto.
Un ibrido ideale a divisione uguale porta circa metà potenza a ciascuna uscita, ossia 3,01 dB per ramo. Non può contemporaneamente avere una perdita totale di percorso sotto 0,5 dB per ciascun ramo: perdita in eccesso e divisione sono grandezze diverse.
Isolamento e direttività
Definendo ingresso 1, passante 2, accoppiata 3 e isolata 4 con riferimenti coerenti, C = −20 log|S31|, I = −20 log|S41| e D = I−C.
Con C = 20 dB e I = 50 dB, la direttività è 30 dB. Se il produttore numera diversamente le porte, usa le sue definizioni. Le terminazioni delle altre porte influenzano le misure.
Giunzioni, ibridi e magic tee
Una giunzione a T, un accoppiatore direzionale e un ibrido hanno relazioni diverse di ampiezza e fase. Un ibrido a 90° non equivale a un magic tee con porte somma e differenza.
Non si può attribuire a qualsiasi tre porte passivo reciproco una divisione senza perdita, adattamento di tutte le porte e isolamento delle uscite simultaneamente. Controlla rete e carichi interni.
Combinare due segnali
Un componente reciproco può essere usato al contrario in condizioni appropriate. La distribuzione dell’energia dipende però da ampiezza, frequenza e fase dei segnali; una parte può finire nel carico della porta isolata.
La potenza specificata in divisione non garantisce qualunque combinazione di due trasmettitori. Verifica ciascuna porta, carico e condizione di riflessione.
Applicazioni e banda
- Campionamento della potenza diretta.
- Controllo della riflessione del carico.
- Canale di riferimento per misure.
- Distribuzione ad ampiezza e fase definite.
- Elaborazione di segnali somma e differenza.
La funzione di accoppiamento direzionale esiste anche in altri mezzi trasmissivi. Un accoppiatore HF coassiale non diventa una guida cava solo perché condivide il principio. Non esiste un intervallo 18–220 GHz comune a tutti questi dispositivi.
Specifiche e collaudo
Richiedi accoppiamento e piattezza in frequenza, perdita passante, isolamento, direttività e riflessione. Per gli ibridi includi squilibrio di fase e ampiezza.
Specifica potenza media e di picco, ambiente, raffreddamento e flange. La misura VNA a basso livello richiede porte e carichi definiti e non certifica la tenuta alla potenza di esercizio.
Consulta le definizioni degli accoppiatori direzionali e dei magic tee, poi confronta la configurazione reale del componente.
