تُعدّ المُقرنات الاتجاهية نوعًا هامًا من أجهزة معالجة الإشارات. وتتمثل وظيفتها الأساسية في أخذ عينات من إشارات التردد اللاسلكي (RF) بدرجة اقتران مُحددة مسبقًا، مع عزل عالي بين منافذ الإشارة والمنافذ المُستَخدَمة، مما يُتيح التحليل والقياس والمعالجة في العديد من التطبيقات. ولأنها أجهزة سلبية، فإنها تعمل أيضًا في الاتجاه المعاكس، حيث تُحقن الإشارات في المسار الرئيسي وفقًا لاتجاهية الأجهزة ودرجة اقترانها. هناك بعض الاختلافات في تكوين المُقرنات الاتجاهية، كما سنرى لاحقًا.
التعاريف
من الناحية المثالية، يجب أن يكون المُقرن خاليًا من الفقد، ومتوافقًا، ومتبادلًا. الخصائص الأساسية للشبكات ثلاثية ورباعية المنافذ هي العزل، والاقتران، والاتجاهية، وتُستخدم قيم هذه الخصائص لتوصيف المُقرن. يتميز المُقرن المثالي باتجاهية وعزل لا نهائيين، بالإضافة إلى عامل اقتران مُختار للتطبيق المُراد.
يوضح الرسم التخطيطي الوظيفي في الشكل 1 آلية عمل مُقرن اتجاهي، متبوعًا بوصف لمعلمات الأداء ذات الصلة. الرسم التخطيطي العلوي مُقرن رباعي المنافذ، يتضمن منافذ مُقترنة (أمامية) ومعزولة (عكسية أو منعكسة). الرسم التخطيطي السفلي مُقرن بثلاثة منافذ، مما يُلغي المنفذ المعزول. يُستخدم هذا في التطبيقات التي تتطلب مخرجًا واحدًا مُقترنًا أماميًا فقط. يمكن توصيل المُقرن ثلاثي المنافذ في الاتجاه المعاكس، حيث يُصبح المنفذ المُقترن سابقًا منفذًا معزولًا.
الشكل 1: الأساسيمقرن اتجاهيالتكوينات
خصائص الأداء:
عامل الاقتران: يشير هذا إلى جزء طاقة الإدخال (عند P1) التي يتم توصيلها إلى المنفذ المقترن، P3
الاتجاهية: هذا مقياس لقدرة القارن على فصل الموجات المنتشرة في الاتجاهين الأمامي والخلفي، كما هو موضح في المنافذ المقترنة (P3) والمعزولة (P4)
العزل: يشير إلى الطاقة التي يتم توصيلها إلى الحمل غير المقترن (P4)
خسارة الإدخال: تمثل هذه الخسارة طاقة الإدخال (P1) المرسلة إلى المنفذ المرسل (P2)، والتي يتم تقليلها بواسطة الطاقة المرسلة إلى المنافذ المقترنة والمعزولة.
قيم هذه الخصائص بالديسيبل هي:
الاقتران = C = 10 log (P1/P3)
الاتجاهية = D = 10 log (P3/P4)
العزل = I = 10 log (P1/P4)
خسارة الإدراج = L = 10 log (P1/P2)
أنواع الوصلات
يحتوي هذا النوع من القارنات على ثلاثة منافذ يمكن الوصول إليها، كما هو موضح في الشكل 2، حيث يتم إنهاء المنفذ الرابع داخليًا لتوفير أقصى اتجاهية. تتمثل الوظيفة الأساسية للقارن الاتجاهي في أخذ عينات من الإشارة المعزولة (العاكسة). ومن التطبيقات النموذجية قياس القدرة المنعكسة (أو بشكل غير مباشر، VSWR). وعلى الرغم من إمكانية توصيله في الاتجاه المعاكس، فإن هذا النوع من القارنات ليس متبادلاً. ونظرًا لأن أحد المنافذ المقترنة منتهٍ داخليًا، تتوفر إشارة مقترنة واحدة فقط. في الاتجاه الأمامي (كما هو موضح)، يأخذ المنفذ المقترن عينة من الموجة العكسية، ولكن إذا تم توصيله في الاتجاه العكسي (مدخل التردد اللاسلكي على اليمين)، فسيكون المنفذ المقترن عينة من الموجة الأمامية، مخفضة بعامل الاقتران. باستخدام هذا التوصيل، يمكن استخدام الجهاز كجهاز أخذ عينات لقياس الإشارة، أو لتوصيل جزء من إشارة الخرج إلى دائرة التغذية الراجعة.
الشكل 2: موصل اتجاهي 50 أوم
المزايا:
1. يمكن تحسين الأداء للمسار الأمامي
2. التوجيه العالي والعزل
٣. يتأثر اتجاه الوصلة بشكل كبير بتوافق المعاوقة الذي يوفره الطرف عند المنفذ المعزول. يضمن توفير هذا الطرف داخليًا أداءً عاليًا.
العيوب:
1. الاقتران متاح فقط على المسار الأمامي
2. لا يوجد خط مقترن
3. تصنيف طاقة المنفذ المقترن أقل من منفذ الإدخال لأن الطاقة المطبقة على المنفذ المقترن يتم تبديدها بالكامل تقريبًا في النهاية الداخلية.
تقدم شركة Si Chuan Keenlion Microwave تشكيلة واسعة من أجهزة التوصيل الاتجاهية بتكوينات النطاق الضيق والعريض، تغطي ترددات تتراوح بين 0.5 و50 جيجاهرتز. صُممت هذه الأجهزة للتعامل مع طاقة دخل تتراوح بين 10 و30 واط في نظام نقل 50 أوم. تُستخدم تصميمات Microstrip أو Stripline، وهي مُحسّنة لتحقيق أفضل أداء.
تأتي الوحدات بشكل قياسي مع موصلات SMA أو N أنثى، أو موصلات 2.92 مم، و2.40 مم، و1.85 مم للمكونات عالية التردد.
يمكننا أيضًا تخصيصمقرن اتجاهيحسب متطلباتك. يمكنك الدخول إلى صفحة التخصيص لتحديد المواصفات التي تحتاجها.
وقت النشر: 30 أغسطس 2022
