Что такое направленный ответвитель
Микроволновая техника — Направленные ответвители
Направленный ответвитель — это устройство, которое измеряет небольшое количество микроволновой энергии для целей измерения. Измерения мощности включают падающую мощность, отраженную мощность, значения КСВН и т. Д.
Направленный ответвитель представляет собой 4-портовый волноводный переход, состоящий из первичного основного волновода и вторичного вспомогательного волновода. На следующем рисунке показано изображение направленного ответвителя.
Направленный ответвитель используется для подключения микроволновой мощности, которая может быть однонаправленной или двунаправленной.
Свойства направленных ответвителей
Свойства идеального направленного ответвителя состоят в следующем.
Все окончания соответствуют портам.
Когда питание передается от порта 1 к порту 2, некоторая его часть подключается к порту 4, но не к порту 3.
Поскольку это также двунаправленный ответвитель, когда питание передается от порта 2 к порту 1, некоторая его часть подключается к порту 3, но не к порту 4.
Если питание подается через порт 3, часть его подключается к порту 2, но не к порту 1.
Если питание подается через порт 4, часть его подключается к порту 1, но не к порту 2.
Порты 1 и 3 разъединены, так же как и порт 2 и порт 4.
Все окончания соответствуют портам.
Когда питание передается от порта 1 к порту 2, некоторая его часть подключается к порту 4, но не к порту 3.
Поскольку это также двунаправленный ответвитель, когда питание передается от порта 2 к порту 1, некоторая его часть подключается к порту 3, но не к порту 4.
Если питание подается через порт 3, часть его подключается к порту 2, но не к порту 1.
Если питание подается через порт 4, часть его подключается к порту 1, но не к порту 2.
Порты 1 и 3 разъединены, так же как и порт 2 и порт 4.
P i = мощность инцидента в порту 1
P r = Полученная мощность в порту 2
P f = Прямое связанное питание в порту 4
P b = обратная мощность в порту 3
P i = мощность инцидента в порту 1
P r = Полученная мощность в порту 2
P f = Прямое связанное питание в порту 4
P b = обратная мощность в порту 3
Ниже приведены параметры, используемые для определения производительности направленного ответвителя.
Коэффициент сцепления (C)
Коэффициент связи направленного ответвителя — это отношение падающей мощности к прямой мощности, измеренное в дБ.
C = 10 l o g 10 f r a c P i P f д Б
Направленность (D)
Направленность направленного ответвителя — это отношение прямой мощности к задней мощности, измеренное в дБ.
D = 10 l o g 10 f r a c P f P b д Б
изоляция
Он определяет директивные свойства направленного ответвителя. Это отношение падающей мощности к задней мощности, измеренное в дБ.
I = 10 l o g 10 f r a c P i P b д Б
Изоляция в дБ = Коэффициент связи + Направленность
Направленная муфта с двумя отверстиями
Направленный ответвитель с двумя отверстиями разработан для удовлетворения идеального требования направленного ответвителя, который состоит в том, чтобы избежать обратной мощности. Некоторая часть электроэнергии, проходя между портом 1 и портом 2, выходит через отверстия 1 и 2.
Следовательно, направленность направленного ответвителя улучшается.
Волноводные соединения
Поскольку волноводная система не всегда может быть собрана в единый элемент, иногда необходимо объединить разные волноводы. Это соединение должно быть тщательно сделано, чтобы предотвратить такие проблемы, как — эффекты отражения, создание стоячих волн, увеличение затухания и т. Д.
Соединения волновода, помимо того, что избегают неровностей, должны также учитывать структуру полей E и H, не затрагивая их. Существует много типов волноводных соединений, таких как фланцевое соединение с болтом, фланцевое соединение, воздушное соединение и т. Д.
Направленный ответвитель.
Это восьмиполюсник, предназначенный для ответвления части мощности СВЧ во вторичную линию. Направленный ответвитель:
20 дБ – переходное ослабление;
40 дБ – направленность.
Направленный ответвитель – устройство направленной взаимосвязи двух линий: бегущая волна в первичной линии от 1 к 2 вызывает во вторичной линии бегущую волну в том же самом направлении 3-4 – сонаправленный ответвитель, или в противоположном направлении, т.е. 4-3 – противонаправленный ответвитель.
1. Рабочее затухание – отношение мощностей на входе и выходе первичной линии.
C12 = 10 lg 
2. Переходное ослабление – отношение мощностей на входе первичной линии и связанным с ней входом вторичной линии.
C14 = 10 lg 
3. Развязка – отношение мощностей на входе первичной линии и на развязанном выходе вторичной линии.
C13 = 10 lg 
4. Направленность – отношение мощностей на выходе рабочего и нерабочего плеча вторичной линии.
C43 = 10 lg 
5. Фазовые соотношения направленного ответвителя характеризуют относительную разность фаз напряжений выходного плеча. Различают синфазные, когда Dj = 0; квадратурные, Dj = 90; противофазные, Dj = 180.
Направленные ответвители классифицируют:
1) По виду связи первичной и вторичной линии передачи:
1) с сосредоточенной связью;
2) с распределенной связью;
3) со щлейфной связью.
2. По степени связи: с сильной и слабой связью.
3. По типу используемых линий.
Режим работы определяется коэффициентом передачи К по полю из первичной линии во вторичную.
Идеальная матрица рассеения:
S = 
3. Многоэлементные направленные ответвители.
2.Направленные ответвители на полосковой линии.
|
В линии 1,2 распространяющаяся волна определяет возникновение в линии 3,4 двух волн, которые в плече 3 складываются синфазно, а в плече 4 – противофазно – направленный ответвитель – противонаправленный.
Расчет параметров S, Wсв, l основывается на значениях волновых сопротивлений двух возникающих волн:
Z01 = Z0 
;
Z00 = Z0 
,
где Z0 – волновое сопротивление основной линии (например, 50 Ом).
Величина связи между линиями мало зависит от частоты, поэтому, с точки зрения направленности и согласования, такой ответвитель является широкополосным устройством с полосой равной октаве (fв/fн = 2). Количественное значение направленности определяется точностью изготовления и согласованием выходных плеч. Реальная величина направленности – порядка 20 дБ. Величина переходного ослабления, в первую очередь, определяется зазором S между линиями. В полосковых линиях не удается получить переходное ослабление меньше 6 дБ из-за технологических трудностей, т.к. в этом случае S должно быть порядка 10 мкм.
Дата добавления: 2016-01-20 ; просмотров: 8377 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Направленный ответвитель
Направленный ответвитель — устройство для ответвления части электромагнитной энергии из основного канала передачи во вспомогательный. Направленный ответвитель (НО) представляет собой два (иногда более) отрезка линий передачи, связанных между собой определённым образом, основная линия называется первичной, вспомогательная — вторичной. Для нормальной работы НО один из концов вторичной линии (нерабочее плечо) должен быть заглушен согласованной нагрузкой, со второго (рабочего плеча) снимается ответвлённый сигнал, в зависимости от того, какую волну в первичной линии надо ответвить — падающую или отражённую, выбирается, какое плечо вторичной линии будет рабочим. Математически свойства направленных ответвителей описываются с помощью S-матриц (матриц рассеяния).
Радиочастотные направленые ответвители являются обратимыми, то есть при подаче мощности на связанную линию, устройство работает как направленный инжектор (сумматор) мощности в основную линию.
Содержание
Применение
Направленные ответвители широко применяются в разных отраслях радиоэлектроники, как в качестве самостоятельных устройств в кабельных и волноводных линиях, так и в качестве элементов радиоэлектронной аппаратуры. Как самостоятельные устройства НО используются для разветвления сигнала с линии (например, телевизионные разветвители) и для контроля параметров сигнала в линии и её согласования. Как элементы аппаратуры НО используются в основном в радиоизмерительных приборах — СВЧ ваттметрах, приборах для измерения КСВ, коэффициента передачи, установках для поверки аттенюаторов и измерения ослаблений, а также в других случаях.
Классификация
Устройство радиочастотных НО
Волноводные НО
В сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн применяют волноводную конструкцию ответвителя. Он состоит из двух отрезков волновода, которые имеют на определенном участке общую тонкую стенку (широкую или узкую). В стенке, разделяющей волноводы, сделаны отверстия, служащие элементами связи, через которые ответвляется небольшая часть мощности из первичного волновода во вторичный. Количество отверстий, их форма и размеры определяют характеристики ответвителя. Направленное распространение во вторичном волноводе достигается в результате интерференции возбуждённых в нём волн, которые, складываясь, в одном направлении взаимно гасятся, а в другом — образуют результирующую ответвленную волну.
Волноводно-коаксиальные и волноводно-полосковые НО
Волноводно-коаксиальный НО имеет волноводную первичную и коаксиальную или полосковую вторичную линию, которая помещена непосредственно в волновод параллельно продольной его оси. Линия возбуждается поперечными составляющими магнитного поля волны в волноводе, подобно связанным линиям с волной типа Т. Ответвитель является противонаправленным. По сравнению с волноводным НО, волноводно-коаксиальный имеет существенно меньшие габариты.
НО на связанных линиях передачи
Наиболее компактные и широкополосные направленные ответвители в СВЧ диапазоне получаются при использовании эффектов взаимной связи в многопроводных линиях передачи с T-волнами, они могут быть реализованы как коаксиальные или полосковые НО. Коаксиальный НО представляет собой отрезок кругло-двухпроводного волновода, полосковый — два отрезка близко лежащих полосковых линий с общим экраном с выводами в виде коаксиальных разъёмов.
Шлейфные НО
Шлейфные НО реализуются, обычно, в виде интегральных микросхем, они состоят из двух отрезков полосковых линий передачи, соединенных между собой с помощью двух и более шлейфов, длины и расстояния, между которыми равны четверти длины волны, определенной в полосковой линии передачи. С увеличением числа шлейфов направленность и диапазонные характеристики шлейфового, НО улучшается. Однако при числе шлейфов более трех их волновые сопротивления становятся настолько большими, что практически не могут быть реализованы в печатном исполнении. В связи с этим в ИС СВЧ наибольшее распространение получили двух — и трехшлейфные НО.
НО на сосредоточенных элементах
На метровых и более длинных волнах НО из отрезков линий передачи обычно не применяются из-за своей громоздкости, вместо них используются ответвители на сосредоточенных реактивных элементах. В этих ответвителях отрезки линий заменены четырёхполюсниками из реактивных сосредоточенных сопротивлений. В зависимости от схемы соединения элементов между собой такие ответвители могут быть эквивалентны шлейфным НО или НО на связанных линиях.
НО на диэлектрических волноводах
На миллиметровых и более коротких волнах НО из отрезков металлических волноводов применять не эффективно из-за узкой полосы пропускания, вместо них удобно использовать НО образованные двумя отрезками диэлектрических волноводов (ДВ), плавно сведенных на некоторое расстояние. Использование гибких диэлектриков позволяет делать такие НО с регулируемым коэфиициентом деления мощности в плечи (2)и (4) и фазовым сдвигом. А также эти НО отличаются, от НО на МВ очень высокой степенью развязки между входом (1) и выходом (3).
Основные нормируемые характеристики
Устройство оптических НО
См. также
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Направленный ответвитель» в других словарях:
НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ — устройство сверхвысокой частоты для отвода (ответвления) части электромагнитной энергии основной линии передачи (волноводной, коаксиальной и т. д.) во вспомогательную. Используется в измерительной и контрольно испытательной аппаратуре … Большой Энциклопедический словарь
направленный ответвитель — Устройство, предназначенное для разделения падающей и отраженной волн. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь, основные… … Справочник технического переводчика
направленный ответвитель — устройство СВЧ для отвода (ответвления) части электромагнитной энергии основной линии передачи (волноводной, коаксиальной и т. д.) во вспомогательную. Используется в измерительной и контрольно испытательной аппаратуре. * * * НАПРАВЛЕННЫЙ… … Энциклопедический словарь
направленный ответвитель — kryptinis šakotuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. directional coupler vok. gerichteter Koppler, m; Richtkoppler, m; Richtungskoppler, m rus. направленный ответвитель, m pranc. coupleur directif, m; coupleur directionnel, m … Fizikos terminų žodynas
Направленный ответвитель — устройство из двух отрезков Радиоволноводов, в котором часть энергии электромагнитной волны, распространяющейся в основном радиоволноводе, посредством элементов связи ответвляется во вспомогательный радиоволновод и передаётся в нём в… … Большая советская энциклопедия
НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ — устройство из двух отрезков линии передачи электромагн. волн, в к ром часть энергии электромагн. волны, распространяющейся в первом отрезке, посредством элементов связи ответвляется во второй и передаётся в нём в определ. направлении. При… … Большой энциклопедический политехнический словарь
многоэлементный направленный ответвитель — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN multielement directional coupler … Справочник технического переводчика
Полосковая линия — в технике сверхвысоких частот, плоскостная линия, канализирующая электромагнитные волны в воздушной или иной диэлектрической среде вдоль двух пли нескольких проводников, имеющих форму тонких полосок и пластин. Наряду с двухпроводными и… … Большая советская энциклопедия
Оптический рефлектометр — Fluke Networks в работе Оптический рефлектометр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) прибор для измерения параметров волоконно оптических линий … Википедия
ГОСТ Р 50788-95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений — Терминология ГОСТ Р 50788 95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений оригинал документа: 3.1.4 Антенна устройство для приема… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Направленный ответвитель
Смотреть что такое «Направленный ответвитель» в других словарях:
Направленный ответвитель — Направленный ответвитель устройство для ответвления части электромагнитной энергии из основного канала передачи во вспомогательный. Направленный ответвитель (НО) представляет собой два (иногда более) отрезка линий передачи, связанных между… … Википедия
НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ — устройство сверхвысокой частоты для отвода (ответвления) части электромагнитной энергии основной линии передачи (волноводной, коаксиальной и т. д.) во вспомогательную. Используется в измерительной и контрольно испытательной аппаратуре … Большой Энциклопедический словарь
направленный ответвитель — Устройство, предназначенное для разделения падающей и отраженной волн. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь, основные… … Справочник технического переводчика
направленный ответвитель — устройство СВЧ для отвода (ответвления) части электромагнитной энергии основной линии передачи (волноводной, коаксиальной и т. д.) во вспомогательную. Используется в измерительной и контрольно испытательной аппаратуре. * * * НАПРАВЛЕННЫЙ… … Энциклопедический словарь
направленный ответвитель — kryptinis šakotuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. directional coupler vok. gerichteter Koppler, m; Richtkoppler, m; Richtungskoppler, m rus. направленный ответвитель, m pranc. coupleur directif, m; coupleur directionnel, m … Fizikos terminų žodynas
НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ — устройство из двух отрезков линии передачи электромагн. волн, в к ром часть энергии электромагн. волны, распространяющейся в первом отрезке, посредством элементов связи ответвляется во второй и передаётся в нём в определ. направлении. При… … Большой энциклопедический политехнический словарь
многоэлементный направленный ответвитель — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN multielement directional coupler … Справочник технического переводчика
Полосковая линия — в технике сверхвысоких частот, плоскостная линия, канализирующая электромагнитные волны в воздушной или иной диэлектрической среде вдоль двух пли нескольких проводников, имеющих форму тонких полосок и пластин. Наряду с двухпроводными и… … Большая советская энциклопедия
Оптический рефлектометр — Fluke Networks в работе Оптический рефлектометр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) прибор для измерения параметров волоконно оптических линий … Википедия
ГОСТ Р 50788-95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений — Терминология ГОСТ Р 50788 95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений оригинал документа: 3.1.4 Антенна устройство для приема… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Направленный ответвитель
Взаимодействие факторов.
Экологические факторы обычно действуют совместно, т.е. в комплексе. Все организмы существуют при одновременном воздействии на них множества различных факторов окружающей среды – (освещенности, температуры, влажности, концентрации питательных веществ и пр.). Некоторые факторы не ограничивают развитие организмов, т.к. их значения находятся в области оптимума, другие факторы тормозят или ограничивают развитие, поскольку их значения находятся в области пессимума.
В общем виде взаимодействие различных факторов, влияющих на один и тот же организм или группу организмов, может сводиться либо к суммированию эффектов их влияния (аддитивность), либо к обоюдному усилению их взаимодействия (синергизм). Возможно также взаимное ослабление эффектов влияния факторов на организмы (антагонизм). Таким образом, одни факторы могут усиливать или смягчать действие других факторов.
Направленный ответвитель обеспечивает направленное ответвление малой части мощности высокочастотных колебаний, распространяющихся от генератора по основному тракту, к измерительной и индикаторной аппаратуре.
Направленный ответвитель состоит из двух отрезков линии (основной и вспомогательной), электрически связанных между собой. Основной отрезок включается последовательно в линию передачи высокочастотной энергии, поэтому его волновое сопротивление должно быть равно волновому сопротивлению передающего тракта. Небольшая часть передаваемой по тракту мощности посредством элементов связи ответвляется во вспомогательный отрезок линии, к выходу которого подсоединяется измерительная или индикаторная аппаратура.
Принцип работы устройства рассмотрим на примере простейшего волноводного направленного ответвителя с двумя отверстиями связи, схема которого приведена на рис. 1.
Направленные ответвители характеризуются следующими параметрами: переходным ослаблением, направленностью, коэффициентом стоячей волны, диапазоном частот, допустимой мощностью рассеивания.
Переходным ослаблением или связью [1] называют отношение мощности ответвленной волны во вспомогательной линии 
к мощности прямой волны 
, распространяющейся в основной линии в том же направлении. Это отношение измеряется при чисто бегущей волне в линиях и выражается в децибелах:
[1]
где 
,
— мощности в плечах направленного ответвителя.
Существует другая формула для определения переходного ослабления [2]:
[2]
Результаты расчетов «С» по формулам [1] и [2] очень близки.
Переходное ослабление зависит от количества и размеров отверстий связи.
[3]
Величина КСВ направленного ответвителя определяется при условии, что основная линия нагружена на согласованную нагрузку.
Диапазон частот направленного ответвителя зависит от заданных пределов направленности и, как показывают расчеты и экспериментальные данные, расширяется с увеличением числа элементов связи.
Допустимая мощность рассеивания направленным ответвителем определяется поглощающим сопротивлением вспомогательной линии (плечо 3 рис.2).
На рис. 2 изображен волноводный направленный ответвитель, который исследуется в данной работе. Связь между основным и вспомогательным волноводами осуществляется через три отверстия в общей узкой стенке волноводов, в плечо 3 помещена поглощающая нагрузка.
Направленные ответвители могут использоваться для:
¾ контроля проходящей по тракту мощности;
¾ измерения КСВ (путем измерения мощностей, пропорциональных падающей и отраженной мощностей в основном тракте);
¾ работы в смесителях СВЧ супергетеродинных приемников и т.д.