Cuplajele sunt adesea folosite pentru a eșantiona un flux specificat de semnale cu microunde. Atunci când nu există sarcină internă, cuplaj direcțional este adesea o rețea cu patru porturi.
Un cuplaj direcțional este un dispozitiv cu pierderi reduse care acceptă un semnal de intrare și emite două semnale care teoretic au următoarele caracteristici
a) Amplitudinea de ieșire nu este egală.
Ieșirea liniei principale este un semnal mare, care poate fi considerat practic un through-pass, iar ieșirea liniei cuplate este un semnal mai mic.
b) Pierderea teoretică pe linia principală determină nivelul de semnal al liniei cuplate, adică gradul de cuplare.
c) Izolarea ridicată a liniilor principale și a liniilor cuplate.
Direct vorbind, rolul cuplajului este de a împărți semnalul inegal în 2 puncte (numite capătul trunchiului și capătul de cuplare, iar altele se numesc capătul de trecere și capătul de cuplare).
Indicatori principali: Gradul de cuplare, pierderea de energie, izolarea, direcționalitatea, intrarea/ ieșirea VSWR, toleranța la putere, intervalul de frecvență și planeitatea în bandă. Următorul tabel prezintă câteva specificații tipice ale cuplajului cavității de bandă largă (referință):
Cuplare: Diferența directă dintre puterea ieșirii semnalului din portul de cuplare și puterea semnalului de intrare prin cuplaj. (de obicei valori teoretice, ar fi: 6dB, 10dB, 30dB etc.)
Metoda de calcul a gradului de cuplare: Dacă semnalul de intrare A este de 30dBm și semnalul de ieșire de cuplare C este de 24dBm, atunci gradul de cuplare = C-A = 30-24 = 6dB, deci acest cuplaj este un cuplaj de 6dB. Cuplarea efectivă poate fluctua între 5,5 și 6,5.
Pierdere de energie: împărțită în pierderi de cuplare și pierderi de inserție.
Pierderea cuplajului: Semnalul de intrare cuplaj ideal este A, iar partea de cuplare la B, apoi portul de ieșire C trebuie redus.
Metoda de calcul: Puterea "dBm" a tuturor porturilor este convertită în "miliwați" ca unitate. De exemplu, puterea la intrarea A este inițial de 30dBm, "milliwatts" convertiți este de 1000mW, iar ieșirea la capătul de cuplare este de 25,5dBm (mai întâi Presupunând că se utilizează un cuplaj de 6dB și cuplarea reală a cuplajului 6dB este de 6,5dB), conversia 25,5dBm în miliwați este: 316,23mW. Presupunând că acest cuplaj nu are alte pierderi, puterea rămasă ar trebui să fie de 1000-316,23 = 683,77 miliwați, toate ieșirile din ieșire. Conversia 683.77 miliwatts în "dBm" = 28.349, cuplajul pierdere = putere la intrare (dBm) - putere la ieșire (dBm) = 30dBm - 28.349dBm = 1.651dB, această valoare înseamnă că cuplaj nu are pierderi suplimentare de cuplare în caz de pierdere (pierdere dispozitiv).
Pierdere de inserare: Se referă la valoarea obținută scăzând pierderea de cuplare din valoarea puterii semnalului care trece prin cuplaj la ieșire.
Metoda de calcul: Luați cuplaj 6dB ca exemplu. În testul real, să presupunem că intrarea A este: 30dBm, gradul de cuplare este măsurat: 6.5dB, valoarea ideală a ieșirii este de 28.349dBm, iar semnalul ieșirii reale se presupune a fi 27.849dBm, apoi pierderea dopului = puterea teoretică de ieșire - puterea de ieșire măsurată = 28.349-27.849 = 0.5 dB;
Izolare: se referă la izolarea dintre portul de ieșire și portul de cuplare; în general, acest indicator este utilizat numai pentru a măsura cuplaj microstrip, ar fi 5-10dB este 18 ~ 23dB, 15dB este 20 ~ 25dB, și 20dB (inclusiv cele de mai sus) este: 25 ~ 30dB; izolarea cuplajului cavității este foarte bună, astfel încât nu există nicio cerință pentru acest indice.
Metoda de calcul: Când terminarea intrării este adaptată sarcinii, semnalul este introdus din ieșire, iar cantitatea redusă a cuplajului măsurat este izolarea.
Direcționalitate: se referă la valoarea obținută prin scăderea gradului de cuplare din valoarea izolării dintre portul de ieșire și portul cuplat. Deoarece direcționalitatea microstripului scade treptat pe măsură ce gradul de cuplare crește, practic nu există nicio direcție dincolo de final 30 dB. Sexualitate, astfel încât cuplaj microstrip nu are această cerință index, direcționalitatea cuplat cavitatea este, în general: 1700 ~ 2200MHz: 17 ~ 19dB, 824 ~ 960MHz: 18 ~ 22dB.
Metodă de calcul: Direcționalitate = Izolare - Cuplare
De exemplu, izolarea 6dB este de 38dB, iar gradul de cuplare este de 6,5dB, apoi direcționalitate=izolare-cuplare=38-6,5=31,5dB.
VSWR: Se referă la potrivirea porturilor de intrare/ieșire. Cerințele pentru fiecare port sunt, în general: 1.2 ~ 1.4.
Toleranța la putere: se referă la toleranța maximă la puterea de funcționare care poate fi transmisă pe acest cuplaj pentru o perioadă lungă de timp (fără daune). Cuplat microstrip general este: 30 ~ 70W putere medie, iar cavitatea este: 100 ~ 200W putere medie. Puterea marcată pe cuplaj se referă, de asemenea, la puterea maximă de intrare a portului de intrare, iar portul de ieșire și portul de cuplare nu pot fi introduse cu puterea maximă marcată.
Interval de frecvență: În general, valoarea nominală este de 800 ~ 2200MHz. De fapt, banda de frecvență necesară este: 824-960MHz plus 1710 ~ 2200MHz. Banda de frecvență medie nu este disponibilă. Unele separatoare de putere există, de asemenea, în benzile de frecvență 800-2000MHz și 800-2500MHz
Planeitate în bandă: se referă la diferența dintre valorile maxime și minime ale gradului de cuplare pe întreaga bandă de frecvență disponibilă.