方向カプラーは、マイクロ波測定およびその他のマイクロ波システムの標準的なマイクロ波/ミリメートル波成分です。電力監視、ソース出力安定化、信号ソースの分離、伝送周波数掃引テストなどの信号分離、分離、および混合に使用できます。これは、方向性のあるマイクロ波パワーディバイダーであり、最新のスイープ周波数反射計に不可欠なコンポーネントです。通常、導波路、同軸ライン、ストリップライン、マイクロストリップなど、いくつかのタイプがあります。
図1は、構造の概略図です。主に、メインラインと補助ラインの2つの部分が含まれており、さまざまな形の小さな穴、スリット、ギャップを通じて互いに結合されています。したがって、メインライン端の「1」からの電力入力の一部は、セカンダリラインに結合されます。波の干渉または重ね合わせにより、電力はセカンダリライン1方向（「フォワード」と呼ばれる）に沿ってのみ伝達され、もう1つは1つの順序ではほとんど送信されません（「逆」と呼ばれる）
図2は、カプラーのポートの1つが組み込みのマッチング荷重に接続されているため、方向横断カプラーです。
方向カプラーの適用
1、パワー統合システム用
下の図に示すように、通常、3dB方向カプラー（一般に3dBブリッジとして知られています）は、マルチキャリア周波数合成システムで使用されます。この種の回路は、屋内分散システムで一般的です。 2つのパワーアンプからの信号F1とF2が3dB方向カプラーを通過した後、各チャネルの出力には2つの周波数コンポーネントF1とF2が含まれ、3DBは各周波数コンポーネントの振幅を減少させます。出力端子の1つが吸収荷重に接続されている場合、もう1つの出力は、パッシブ相互変調測定システムの電源として使用できます。分離をさらに改善する必要がある場合は、フィルターやアイソレーターなどのコンポーネントを追加できます。適切に設計された3dBブリッジの分離は、33dBを超える可能性があります。
方向カプラーは、システム1を組み合わせた電力で使用されます。
パワー結合の別の適用としての方向ガリー領域を以下の図（a）に示します。この回路では、方向カプラーの指向性が巧妙に適用されています。 2つのカプラーのカップリング度が10dBであり、指向性の両方が25dBであると仮定すると、F1とF2端の分離は45dBです。 F1とF2の入力が両方とも0dbmの場合、合計出力は両方とも-10dbmです。以下の図（b）のウィルキンソンのカプラー（その典型的な分離値は20dB）と比較して、ODBMの同じ入力信号であり、合成後、-3DBM（挿入損失を考慮せずに）があります。サンプル間条件と比較して、図（a）の入力信号を7dB x 7dB増加して、その出力が図（b）と一致するようにします。この時点で、図（a）の図（a）のF1とF2の分離は「減少」「38 dB」です。最終的な比較結果は、方向カプラーの電力合成法がウィルキンソンカプラーよりも18dB高いことです。このスキームは、10個のアンプの相互変化測定に適しています。
方向性カプラーは、システムを組み合わせた電力で使用されます2
2、受信者の干渉測定または偽の測定に使用されます
RFテストおよび測定システムでは、以下の図に示す回路をよく見ることができます。 DUT（テスト中のデバイスまたは機器）が受信機であると仮定します。その場合、隣接するチャネル干渉信号を、方向カプラーの結合端を介して受信機に注入できます。次に、方向カプラーを介してそれらに接続された統合されたテスターは、レシーバー抵抗、つまり千の干渉性能をテストできます。 DUTが携帯電話の場合、携帯電話の送信機は、方向カプラーの結合端に接続された包括的なテスターによってオンにすることができます。次に、スペクトルアナライザーを使用して、シーン電話のスプリアス出力を測定できます。もちろん、いくつかのフィルター回路をスペクトルアナライザーの前に追加する必要があります。この例では、方向カプラーの適用についてのみ説明するため、フィルター回路は省略されています。
方向カプラーは、受信機の干渉防止測定または携帯電話のスプリアスな高さに使用されます。
このテスト回路では、方向カプラーの指向性が非常に重要です。スルーエンドに接続されたスペクトルアナライザーは、DUTから信号を受信したいだけで、カップリングエンドからパスワードを受信したくありません。
3、信号のサンプリングと監視用
トランスミッターのオンライン測定と監視は、方向カプラーの最も広く使用されているアプリケーションの1つである場合があります。次の図は、細胞ベースステーション測定のための方向カプラーの典型的な適用です。トランスミッターの出力電力が43dbm（20W）であると仮定します。これは、方向カプラーのカップリングです。容量は30dBで、挿入損失（ライン損失とカップリング損失）は0.15dBです。カップリング端には13dbm（20mW）信号がベースステーションテスターに送信され、方向カプラーの直接出力は42.85dbm（19.3W）であり、漏れは孤立した側の電力が荷重によって吸収されます。
方向カプラーは、基地局の測定に使用されます。
ほぼすべての送信機がこの方法をオンラインのサンプリングと監視に使用しており、おそらくこの方法のみが通常の作業条件下でトランスミッターのパフォーマンステストを保証できます。ただし、同じことが送信機テストであり、異なるテスターには異なる懸念があることに注意する必要があります。 WCDMAベースステーションを例にとると、オペレーターは、信号の品質、チャネル内電力、隣接チャネル電源など、作業周波数帯域（2110〜2170MHz）のインジケーターに注意を払う必要があります。この前提で、メーカーはベースステーションの出力端に狭帯域をインストールします（2110〜2170mHzなどのワークレルの条件を監視する方向の条件を監視するために、メーカーいつでも。
ソフトベースステーションインジケーターをテストするための無線監視ステーションの無線周波数スペクトルのレギュレーターである場合、その焦点はまったく異なります。無線管理の仕様要件によれば、テスト周波数範囲は9kHz〜12.75GHzに拡張され、テストされた基地局は非常に広いです。周波数帯域でどれだけのスプリアス放射が生成され、他のベースステーションの定期的な動作を妨害しますか？無線監視ステーションの懸念。現時点では、信号サンプリングには同じ帯域幅を持つ方向性カプラーが必要ですが、9kHz〜12.75GHzをカバーできる方向カプラーは存在しないようです。方向カプラーの結合アームの長さは、その中心周波数に関連していることがわかります。超幅の方向カプラーの帯域幅は、0.5-18GHzなどの5〜6オクターブのバンドを達成できますが、500MHz未満の周波数帯域はカバーできません。
4、オンライン電力測定
スルータイプの電力測定技術では、方向カプラーは非常に重要なデバイスです。次の図は、典型的なパススルー高電力測定システムの概略図を示しています。テスト中のアンプからの前方電力は、方向カプラーの前方カップリング端（端子3）によってサンプリングされ、電源メーターに送信されます。反射電力は、逆カップリング端子（端子4）によってサンプリングされ、電源メーターに送信されます。
方向カプラーは、高出力測定に使用されます。
注：荷重から反射電力を受信することに加えて、逆カップリング端子（端子4）は、方向カプラーの指向性によって引き起こされる前方向（端子1）から漏れ電力も受信します。反射エネルギーは、テスターが測定を望んでいるものであり、漏れ電力は反射電力測定の主要な誤差源です。反射電力と漏れの出力は、逆カップリング端（4端）に重ねられ、電源メーターに送られます。 2つの信号の送信パスは異なるため、ベクトルの重ね合わせです。電源メーターへの漏れ電力入力を反射電力と比較できる場合、重要な測定誤差が生成されます。
もちろん、負荷からの反射電力（端2）も前方のカップリング端に漏れます（上の図には示されていません）。それでも、その大きさは前方の力と比較して最小限であり、これは前方の強度を測定します。結果のエラーは無視できます。
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投稿時間：20-2023年4月