Princípio de funcionamento e análise de aplicação do acoplador

Acoplador é um dispositivo passivo usado para transmitir sinais entre diferentes circuitos ou sistemas. É amplamente utilizado em campos de radiofrequência e micro-ondas. Sua principal função é acoplar uma determinada proporção de energia da linha de transmissão principal à linha secundária para obter distribuição, monitoramento ou feedback de sinal.

Como funciona o acoplador

Os acopladores geralmente consistem em linhas de transmissão ou estruturas de guia de ondas, que transferem parte da energia do sinal na linha principal para a porta de acoplamento por meio do efeito de acoplamento de campos eletromagnéticos. Esse processo de acoplamento não afetará significativamente a transmissão do sinal da linha principal, garantindo a operação normal do sistema.

Principais tipos de acopladores

Acoplador direcional: possui quatro portas e pode acoplar direcionalmente parte do sinal de entrada a uma porta de saída específica para monitoramento de sinal e controle de feedback.

Divisor de potência: distribui sinais de entrada para várias portas de saída em proporções iguais, frequentemente usado em conjuntos de antenas e sistemas multicanal.

Acoplador Híbrido: Permite dividir o sinal de entrada em múltiplos sinais de saída de igual amplitude, mas com fases diferentes. É amplamente utilizado em defasadores e amplificadores balanceados.

Parâmetros principais do acoplador

Fator de acoplamento: indica a relação entre a potência do sinal recebido pela porta de acoplamento e a potência de entrada, geralmente expressa em decibéis (dB).

Isolamento: Mede o grau de isolamento do sinal entre portas não utilizadas. Quanto maior o isolamento, menor a interferência entre as portas.

Perda de Inserção: refere-se à perda de potência quando o sinal passa pelo acoplador. Quanto menor a perda de inserção, maior a eficiência de transmissão do sinal.

Relação de onda estacionária (ROE): reflete a correspondência de impedância da porta do acoplador. Quanto mais próximo de 1 for o ROE, melhor será o desempenho da correspondência.

Áreas de aplicação de acopladores

Monitoramento de sinal: Em sistemas de radiofrequência, acopladores são usados ​​para extrair parte do sinal para monitoramento e medição sem afetar a transmissão do sinal principal.

Distribuição de energia: Em um conjunto de antenas, acopladores são usados ​​para distribuir uniformemente sinais para elementos individuais da antena para obter formação de feixe e controle de direção.

Controle de feedback: Em circuitos amplificadores, acopladores são usados ​​para extrair uma parte do sinal de saída e alimentá-lo de volta à entrada para estabilizar o ganho e melhorar a linearidade.

Síntese de sinal: Em sistemas de comunicação, acopladores podem ser usados ​​para sintetizar vários sinais em um único sinal para facilitar a transmissão e o processamento.

Últimos progressos tecnológicos

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de comunicação, os requisitos de desempenho dos acopladores em termos de alta frequência, alta potência e ampla largura de banda estão constantemente aumentando. Nos últimos anos, produtos de acopladores baseados em novos materiais e novos processos têm surgido continuamente, com menor perda de inserção, maior isolamento e banda de frequência operacional mais ampla, atendendo às necessidades de comunicações 5G, sistemas de radar, comunicações via satélite e outros campos.

para concluir

Como componente-chave em sistemas de RF e micro-ondas, os acopladores desempenham um papel fundamental na transmissão, distribuição e monitoramento de sinais. Entender seu princípio de funcionamento, tipo, parâmetros-chave e áreas de aplicação ajudará a selecionar o acoplador apropriado e otimizar o desempenho do sistema em projetos reais.