Αρχή λειτουργίας και ανάλυση εφαρμογής του ζεύκτη

Ο ζεύκτης είναι μια παθητική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων μεταξύ διαφορετικών κυκλωμάτων ή συστημάτων. Χρησιμοποιείται ευρέως σε πεδία ραδιοσυχνοτήτων και μικροκυμάτων. Η κύρια λειτουργία του είναι η σύζευξη ενός ορισμένου ποσοστού ισχύος από την κύρια γραμμή μεταφοράς στη δευτερεύουσα γραμμή για την επίτευξη διανομής, παρακολούθησης ή ανάδρασης σήματος.

Πώς λειτουργεί ο συμπλέκτης

Οι ζεύκτες συνήθως αποτελούνται από γραμμές μεταφοράς ή δομές κυματοδηγών, οι οποίες μεταφέρουν μέρος της ενέργειας σήματος στην κύρια γραμμή στη θύρα ζεύξης μέσω του φαινομένου ζεύξης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Αυτή η διαδικασία ζεύξης δεν θα επηρεάσει σημαντικά τη μετάδοση σήματος της κύριας γραμμής, διασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία του συστήματος.

Κύριοι τύποι ζεύξεων

Κατευθυντικός σύνδεσμος: Διαθέτει τέσσερις θύρες και μπορεί να συνδέσει κατευθυντικά ένα μέρος του σήματος εισόδου σε μια συγκεκριμένη θύρα εξόδου για παρακολούθηση σήματος και έλεγχο ανάδρασης.

Διαχωριστής Ισχύος: Κατανέμει σήματα εισόδου σε πολλαπλές θύρες εξόδου σε ίσες αναλογίες, που χρησιμοποιείται συχνά σε συστοιχίες κεραιών και συστήματα πολλαπλών καναλιών.

Υβριδικός Ζεύκτης: Μπορεί να διαιρέσει το σήμα εισόδου σε πολλαπλά σήματα εξόδου ίσου πλάτους αλλά διαφορετικών φάσεων. Χρησιμοποιείται ευρέως σε μετατοπιστές φάσης και ισορροπημένους ενισχυτές.

Βασικές παράμετροι του ζεύκτη

Συντελεστής σύζευξης: Υποδεικνύει την αναλογία της ισχύος σήματος που λαμβάνεται από τη θύρα σύζευξης προς την ισχύ εισόδου, συνήθως εκφρασμένη σε ντεσιμπέλ (dB).

Απομόνωση: Μετράει τον βαθμό απομόνωσης σήματος μεταξύ αχρησιμοποίητων θυρών. Όσο υψηλότερη είναι η απομόνωση, τόσο μικρότερη είναι η παρεμβολή μεταξύ των θυρών.

Απώλεια Εισαγωγής: αναφέρεται στην απώλεια ισχύος όταν το σήμα διέρχεται από τον ζεύκτη. Όσο χαμηλότερη είναι η απώλεια εισαγωγής, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση μετάδοσης σήματος.

Λόγος στάσιμου κύματος (VSWR): αντικατοπτρίζει την αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης της θύρας ζεύξης. Όσο πιο κοντά στο 1 είναι το VSWR, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση αντιστοίχισης.

Τομείς εφαρμογής των ζεύξεων

Παρακολούθηση σήματος: Στα συστήματα ραδιοσυχνοτήτων, οι ζεύκτες χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή μέρους του σήματος για παρακολούθηση και μέτρηση χωρίς να επηρεάζεται η μετάδοση του κύριου σήματος.

Κατανομή ισχύος: Σε μια συστοιχία κεραιών, χρησιμοποιούνται ζεύκτες για την ομοιόμορφη κατανομή σημάτων στα μεμονωμένα στοιχεία της κεραίας, ώστε να επιτευχθεί διαμόρφωση δέσμης και έλεγχος κατεύθυνσης.

Έλεγχος ανάδρασης: Στα κυκλώματα ενισχυτή, οι ζεύκτες χρησιμοποιούνται για να εξαγάγουν ένα μέρος του σήματος εξόδου και να το ανατροφοδοτήσουν στην είσοδο για να σταθεροποιήσουν το κέρδος και να βελτιώσουν τη γραμμικότητα.

Σύνθεση σήματος: Στα συστήματα επικοινωνίας, οι ζεύκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνθεση πολλαπλών σημάτων σε ένα σήμα για εύκολη μετάδοση και επεξεργασία.

Τελευταία τεχνολογική πρόοδος

Με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνιών, οι απαιτήσεις απόδοσης των ζεύκτων όσον αφορά την υψηλή συχνότητα, την υψηλή ισχύ και το ευρύ εύρος ζώνης αυξάνονται συνεχώς. Τα τελευταία χρόνια, τα προϊόντα ζεύκτων που βασίζονται σε νέα υλικά και νέες διαδικασίες συνεχίζουν να εμφανίζονται, με χαμηλότερη απώλεια εισαγωγής, υψηλότερη απομόνωση και ευρύτερη ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας, καλύπτοντας τις ανάγκες των επικοινωνιών 5G, των συστημάτων ραντάρ, των δορυφορικών επικοινωνιών και άλλων τομέων.

εν κατακλείδι

Ως βασικό στοιχείο σε συστήματα RF και μικροκυμάτων, οι ζεύκτες παίζουν σημαντικό ρόλο στη μετάδοση, τη διανομή και την παρακολούθηση σήματος. Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας, του τύπου, των βασικών παραμέτρων και των πεδίων εφαρμογής τους θα βοηθήσει στην επιλογή του κατάλληλου ζεύκτη και στη βελτιστοποίηση της απόδοσης του συστήματος σε πραγματικά έργα.