Nguyên lý hoạt động và phân tích ứng dụng của bộ ghép nối

Bộ ghép là một thiết bị thụ động được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các mạch hoặc hệ thống khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong các trường tần số vô tuyến và vi sóng. Chức năng chính của nó là ghép một tỷ lệ công suất nhất định từ đường truyền chính đến đường truyền phụ để đạt được sự phân phối tín hiệu, giám sát hoặc phản hồi.

Bộ ghép nối hoạt động như thế nào

Bộ ghép nối thường bao gồm các đường truyền hoặc cấu trúc ống dẫn sóng, truyền một phần năng lượng tín hiệu trong đường truyền chính đến cổng ghép nối thông qua hiệu ứng ghép nối của trường điện từ. Quá trình ghép nối này sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến việc truyền tín hiệu của đường truyền chính, đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống.

Các loại khớp nối chính

Bộ ghép định hướng: Có bốn cổng và có thể ghép định hướng một phần tín hiệu đầu vào với một cổng đầu ra cụ thể để theo dõi tín hiệu và điều khiển phản hồi.

Bộ chia công suất: Phân phối tín hiệu đầu vào tới nhiều cổng đầu ra theo tỷ lệ bằng nhau, thường được sử dụng trong mảng ăng-ten và hệ thống đa kênh.

Bộ ghép lai: Có thể chia tín hiệu đầu vào thành nhiều tín hiệu đầu ra có biên độ bằng nhau nhưng pha khác nhau. Được sử dụng rộng rãi trong bộ dịch pha và bộ khuếch đại cân bằng.

Các thông số chính của bộ ghép nối

Hệ số ghép nối: Biểu thị tỷ lệ công suất tín hiệu nhận được từ cổng ghép nối so với công suất đầu vào, thường được biểu thị bằng decibel (dB).

Isolation: Đo mức độ cô lập tín hiệu giữa các cổng không sử dụng. Độ cô lập càng cao thì nhiễu giữa các cổng càng nhỏ.

Suy hao chèn: là tổn thất công suất khi tín hiệu đi qua bộ ghép. Suy hao chèn càng thấp thì hiệu suất truyền tín hiệu càng cao.

Tỷ lệ sóng đứng (VSWR): phản ánh sự kết hợp trở kháng của cổng ghép nối. VSWR càng gần 1 thì hiệu suất kết hợp càng tốt.

Các lĩnh vực ứng dụng của khớp nối

Giám sát tín hiệu: Trong hệ thống tần số vô tuyến, bộ ghép được sử dụng để trích xuất một phần tín hiệu để giám sát và đo lường mà không ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu chính.

Phân phối công suất: Trong một mảng ăng-ten, bộ ghép được sử dụng để phân phối đều tín hiệu đến từng thành phần ăng-ten để đạt được khả năng định hướng và điều khiển chùm tia.

Kiểm soát phản hồi: Trong mạch khuếch đại, bộ ghép được sử dụng để trích xuất một phần tín hiệu đầu ra và đưa trở lại đầu vào để ổn định độ khuếch đại và cải thiện tính tuyến tính.

Tổng hợp tín hiệu: Trong hệ thống truyền thông, bộ ghép có thể được sử dụng để tổng hợp nhiều tín hiệu thành một tín hiệu để truyền và xử lý dễ dàng.

Tiến bộ công nghệ mới nhất

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ truyền thông, yêu cầu về hiệu suất của bộ ghép nối về tần số cao, công suất cao và băng thông rộng không ngừng tăng lên. Trong những năm gần đây, các sản phẩm bộ ghép nối dựa trên vật liệu mới và quy trình mới liên tục xuất hiện, với tổn thất chèn thấp hơn, cách ly cao hơn và băng tần hoạt động rộng hơn, đáp ứng nhu cầu của truyền thông 5G, hệ thống radar, truyền thông vệ tinh và các lĩnh vực khác.

kết luận

Là một thành phần chính trong hệ thống RF và vi sóng, bộ ghép đóng vai trò quan trọng trong việc truyền, phân phối và giám sát tín hiệu. Hiểu được nguyên lý hoạt động, loại, thông số chính và lĩnh vực ứng dụng của nó sẽ giúp lựa chọn bộ ghép phù hợp và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống trong các dự án thực tế.