Principio de funcionamento e análise da aplicación do acoplador

Un acoplador é un dispositivo pasivo que se emprega para transmitir sinais entre diferentes circuítos ou sistemas. Úsase amplamente en campos de radiofrecuencia e microondas. A súa función principal é acoplar unha determinada proporción de potencia da liña de transmisión principal á liña secundaria para lograr a distribución, monitorización ou retroalimentación do sinal.

Como funciona o acoplador

Os acopladores adoitan consistir en liñas de transmisión ou estruturas de guía de ondas, que transfiren parte da enerxía do sinal na liña principal ao porto de acoplamento mediante o efecto de acoplamento dos campos electromagnéticos. Este proceso de acoplamento non afectará significativamente a transmisión do sinal da liña principal, o que garante o funcionamento normal do sistema.

Principais tipos de acopladores

Acoplador direccional: ten catro portos e pode acoplar direccionalmente parte do sinal de entrada a un porto de saída específico para a monitorización do sinal e o control de retroalimentación.

Divisor de potencia: distribúe os sinais de entrada a varios portos de saída en proporcións iguais, úsase a miúdo en conxuntos de antenas e sistemas multicanle.

Acoplador híbrido: Pode dividir o sinal de entrada en varios sinais de saída de igual amplitude pero diferentes fases. Úsase amplamente en cambiadores de fase e amplificadores balanceados.

Parámetros clave do acoplador

Factor de acoplamento: Indica a relación entre a potencia do sinal recibida polo porto de acoplamento e a potencia de entrada, xeralmente expresada en decibeis (dB).

Illamento: Mide o grao de illamento do sinal entre os portos non utilizados. Canto maior sexa o illamento, menor será a interferencia entre os portos.

Perda de inserción: refírese á perda de potencia cando o sinal pasa polo acoplador. Canto menor sexa a perda de inserción, maior será a eficiencia de transmisión do sinal.

Relación de onda estacionaria (VSWR): reflicte a adaptación de impedancia do porto do acoplador. Canto máis preto estea a VSWR de 1, mellor será o rendemento de adaptación.

Áreas de aplicación dos acopladores

Monitorización de sinal: Nos sistemas de radiofrecuencia, os acopladores utilízanse para extraer parte do sinal para a súa monitorización e medición sen afectar a transmisión do sinal principal.

Distribución de enerxía: Nunha matriz de antenas, os acopladores utilízanse para distribuír uniformemente os sinais aos elementos individuais da antena para lograr a formación do feixe e o control da dirección.

Control de retroalimentación: Nos circuítos amplificadores, os acopladores utilízanse para extraer unha parte do sinal de saída e realimentalo de volta á entrada para estabilizar a ganancia e mellorar a linealidade.

Síntese de sinais: Nos sistemas de comunicación, os acopladores pódense usar para sintetizar varios sinais nun só sinal para facilitar a transmisión e o procesamento.

Últimos avances tecnolóxicos

Co rápido desenvolvemento da tecnoloxía da comunicación, os requisitos de rendemento dos acopladores en termos de alta frecuencia, alta potencia e ampla largura de banda están en constante aumento. Nos últimos anos, seguiron xurdindo produtos de acopladores baseados en novos materiais e novos procesos, con menor perda de inserción, maior illamento e unha banda de frecuencia operativa máis ampla, que satisfacen as necesidades das comunicacións 5G, os sistemas de radar, as comunicacións por satélite e outros campos.

en conclusión

Como compoñente clave nos sistemas de radiofrecuencia e microondas, os acopladores desempeñan un papel importante na transmisión, distribución e monitorización de sinais. Comprender o seu principio de funcionamento, tipo, parámetros clave e áreas de aplicación axudará a seleccionar o acoplador axeitado e optimizar o rendemento do sistema en proxectos reais.