Stefnutengi eru staðlaðir örbylgju-/millimetrabylgjuíhlutir í örbylgjumælingum og öðrum örbylgjukerfum. Þeir geta verið notaðir til að einangra, aðskilja og blanda merkjum, svo sem til að fylgjast með afli, stöðuga úttaksafl uppsprettu, einangra merkjagjafa, prófa sendingar- og endurspeglunartíðni, o.s.frv. Þeir eru stefnubundnir örbylgjuaflsdeilir og eru ómissandi íhlutir í nútíma endurspeglunartíðnimælum. Venjulega eru til nokkrar gerðir, svo sem bylgjuleiðari, koaxial lína, ræmalína og örræma.
Mynd 1 sýnir skýringarmynd af uppbyggingunni. Hún samanstendur aðallega af tveimur hlutum, aðallínu og hjálparlínu, sem eru tengdar saman í gegnum ýmis konar lítil göt, rifur og eyður. Þess vegna verður hluti af aflinunni sem kemur frá „1“ á aðallínunni tengdur við aukalínuna. Vegna truflana eða ofurlags bylgna mun aflið aðeins berast eftir aukalínunni - í aðra áttina (kölluð „áfram“) og í hina áttina. Það er nánast engin aflsflutningur í annarri átt (kölluð „aftur á bak“).
Mynd 2 sýnir þverstefnatengi, þar sem ein af tengjunum í tenginu er tengd við innbyggða samsvarandi álagi.
Notkun stefnutengis
1, fyrir orkuframleiðslukerfi
3dB stefnutengi (almennt þekkt sem 3dB brú) er venjulega notað í fjölbylgjutíðnismyndunarkerfi, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. Þessi tegund rásar er algeng í dreifðum kerfum innanhúss. Eftir að merkin f1 og f2 frá tveimur aflmagnurum fara í gegnum 3dB stefnutengi, inniheldur úttak hvorrar rásar tvo tíðniþætti f1 og f2, og 3dB dregur úr sveifluvídd hvers tíðniþáttar. Ef annar útgangstengillinn er tengdur við gleypið álag, er hægt að nota hinn úttakið sem aflgjafa fyrir óvirka millimótunarmælingakerfið. Ef þú þarft að bæta einangrunina enn frekar geturðu bætt við nokkrum íhlutum eins og síum og einangrunarbúnaði. Einangrun vel hönnuðrar 3dB brúar getur verið meira en 33dB.
Stefnutengingin er notuð í fyrsta aflsameiningarkerfinu.
Stefnusvæði skurðarins, sem er önnur notkun á aflssameiningu, er sýnt á mynd (a) hér að neðan. Í þessari rás hefur stefnuvirkni stefnutengisins verið snjallt notuð. Að því gefnu að tengingarstig tengjanna tveggja séu bæði 10dB og stefnuvirknin sé bæði 25dB, þá er einangrunin milli f1 og f2 enda 45dB. Ef inntak f1 og f2 eru bæði 0dBm, þá er samanlagt úttak bæði -10dBm. Í samanburði við Wilkinson tengilinn á mynd (b) hér að neðan (dæmigert einangrunargildi hans er 20dB), sama inntaksmerki OdBm, eftir myndun, er -3dBm (án þess að taka tillit til innsetningartaps). Í samanburði við millisýnaskilyrðin aukum við inntaksmerkið á mynd (a) um 7dB þannig að úttak þess sé í samræmi við mynd (b). Á þessum tímapunkti „minnkar“ einangrunin milli f1 og f2 á mynd (a) um 38 dB. Lokaniðurstaða samanburðarins er sú að aflsnýjunaraðferð stefnutengisins er 18 dB hærri en Wilkinson-tengisins. Þessi aðferð hentar fyrir millimótunarmælingar á tíu magnurum.
Stefnutenging er notuð í aflgjafakerfi 2
2, notað til að mæla truflanir á móttakara eða til að mæla villandi mælingar
Í RF prófunar- og mælikerfi má oft sjá rafrásina sem sýnd er á myndinni hér að neðan. Segjum sem svo að tækið eða búnaðurinn sem verið er að prófa (DUT) sé móttakari. Í því tilfelli er hægt að sprauta truflunarmerki frá aðliggjandi rás inn í móttakarann í gegnum tengienda stefnutengisins. Síðan getur samþættur prófunarbúnaður sem er tengdur við þá í gegnum stefnutengið prófað viðnám móttakarans - truflanir í þúsundum. Ef DUT er farsími er hægt að kveikja á sendi símans með alhliða prófunarbúnaði sem er tengdur við tengienda stefnutengisins. Síðan er hægt að nota litrófsgreiningartæki til að mæla villandi úttak sviðssímans. Auðvitað ætti að bæta við nokkrum síurásum áður en litrófsgreiningartækið er notað. Þar sem þetta dæmi fjallar aðeins um notkun stefnutengja er síurásinni sleppt.
Stefnutengingin er notuð til að mæla truflanir á móttakara eða falskri hæð farsíma.
Í þessari prófunarrás er stefnuvirkni stefnutengisins mjög mikilvæg. Litrófsgreinirinn sem er tengdur við gegnumendann vill aðeins taka á móti merkinu frá prófunareiningunni (DUT) og vill ekki taka á móti lykilorðinu frá tengiendanum.
3, fyrir merkjatöku og eftirlit
Mælingar og eftirlit með stefnutengjum á netinu gætu verið ein algengasta notkun stefnutengja. Eftirfarandi mynd sýnir dæmigerða notkun stefnutengja fyrir mælingar á farsímastöðvum. Segjum sem svo að úttaksafl sendisins sé 43dBm (20W), tenging stefnutengisins. Afköstin eru 30dB, innsetningartapið (línutap auk tengitaps) er 0,15dB. Tengiendinn fær 13dBm (20mW) merki sent til prófara grunnstöðvarinnar, bein úttak stefnutengisins er 42,85dBm (19,3W) og lekinn er. Aflið á einangruðu hliðinni er gleypt af álagi.
Stefnutengingin er notuð til mælinga á grunnstöðvum.
Næstum allir sendar nota þessa aðferð til að taka sýnatöku og fylgjast með á netinu, og kannski getur aðeins þessi aðferð tryggt afköstapróf sendisins við eðlilegar vinnuaðstæður. En það ber að hafa í huga að það sama gildir um prófanir sendanda og mismunandi prófarar hafa mismunandi áhyggjur. Með WCDMA grunnstöðvar sem dæmi verða rekstraraðilar að fylgjast með vísbendingum í vinnutíðnisviði sínu (2110~2170MHz), svo sem merkisgæði, afl innan rásar, afl aðliggjandi rásar o.s.frv. Samkvæmt þessari forsendu munu framleiðendur setja upp þröngbandsstefnutengi (eins og 2110~2170MHz) við útgangsenda grunnstöðvarinnar til að fylgjast með vinnuaðstæðum sendisins innan bandsins og senda það til stjórnstöðvarinnar hvenær sem er.
Ef það er stjórnandi útvarpstíðnisviðsins - útvarpseftirlitsstöðin - sem prófar mjúkar vísbendingar um stöðina, þá er áherslan gjörólík. Samkvæmt kröfum um útvarpsstjórnun er prófunartíðnisviðið víkkað út í 9kHz ~ 12,75 GHz, og prófunarstöðin er svo breið. Hversu mikil villandi geislun mun myndast í tíðnisviðinu og trufla reglulega starfsemi annarra stöðva? Áhyggjuefni útvarpseftirlitsstöðva. Eins og er er stefnutengi með sömu bandbreidd nauðsynlegt fyrir merkjasýnatöku, en stefnutengi sem getur náð yfir 9kHz ~ 12,75 GHz virðist ekki vera til. Við vitum að lengd tengiarms stefnutengis er tengd miðtíðni hans. Bandbreidd ofurbreiðbands stefnutengis getur náð 5-6 áttundum, eins og 0,5-18 GHz, en tíðnisviðið undir 500 MHz er ekki hægt að ná yfir.
4, orkumælingar á netinu
Í gegnumgangs-aflsmælingartækni er stefnutengillinn mjög mikilvægur búnaður. Eftirfarandi mynd sýnir skýringarmynd af dæmigerðu gegnumgangs-háaflsmælingarkerfi. Framvirka aflið frá magnaranum sem verið er að prófa er tekið úr framvirka tengiendanum (tengi 3) á stefnutenginu og sent til aflmælisins. Endurkastaða aflið er tekið úr öfugvirka tengitenginu (tengi 4) og sent til aflmælisins.
Stefnutenging er notuð til að mæla mikla afl.
Athugið: Auk þess að taka við endurkastaðri orku frá álaginu, tekur öfugtengingartengið (tengi 4) einnig við lekaorku frá framátt (tengi 1), sem stafar af stefnu stefnutengisins. Endurkastaða orkan er það sem prófarinn vonast til að mæla og lekaorkan er aðal uppspretta villna í mælingum á endurkastaðri orku. Endurkastaða orkuna og lekaorkan eru lögð ofan á öfugtengingarendann (4 endar) og síðan send til aflmælisins. Þar sem flutningsleiðir merkjanna tveggja eru ólíkar er þetta vigur-ofursetning. Ef lekaorkuinntakið í aflmælinum er borið saman við endurkastaða orkuna mun það valda verulegri mælingarvillu.
Að sjálfsögðu mun endurkastaða aflið frá álaginu (endi 2) einnig leka að framtengiendanum (endi 1, ekki sýndur á myndinni hér að ofan). Samt sem áður er stærð þess lítil miðað við framvirka aflið, sem mælir framvirkan styrk. Hægt er að hunsa villuna sem myndast.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., staðsett í kínverska „Silicon Valley“ – Beijing Zhongguancun, er hátæknifyrirtæki sem helgar sig þjónustu við innlendar og erlendar rannsóknarstofnanir, rannsóknarstofnanir, háskóla og starfsfólk vísindarannsókna fyrirtækja. Fyrirtækið okkar stundar aðallega sjálfstæðar rannsóknir og þróun, hönnun, framleiðslu og sölu á ljósfræðilegum rafeindabúnaði og veitir nýstárlegar lausnir og faglega, persónulega þjónustu fyrir vísindamenn og iðnaðarverkfræðinga. Eftir ára sjálfstæða nýsköpun hefur það myndað ríka og fullkomna línu af ljósrafbúnaði sem er mikið notaður í sveitarfélögum, hernaði, samgöngum, raforku, fjármálum, menntun, læknisfræði og öðrum atvinnugreinum.
Við hlökkum til samstarfs við þig!
Birtingartími: 20. apríl 2023