단순화 된 모델에서는 하나의 커플 링 루프가있는 동축 방향 커플러의 기본 사항을 설명합니다. 원리는 다른 대부분의 방향 연결기를 위해 근본적으로 동일하.
동축 방향 커플러는 사실을 사용,내부 및 외부 도체 사이의 전기장(전자 필드)의 방향은 정방향 및 역방향 파동 동일. 그러나,자기장(에이치-필드),동축 라인의 내부 도체 주위의 방향은 정방향 및 역방향 파에 대해 반대 회전 방향을 갖는다. 우리는 그림 1 에 해당하는 방향 루프 커플러에서이를 예시 할 것입니다. 1.
그림. 1
증폭기에서 부하로 흐르는 무선 주파수 전력은 내부 도체에서 외부 도체(접지)로의 방사형 전기장과 내부 및 외부 도체 사이의 원형 자기장을 생성합니다.
전기장의 작은 부분은 내부 도체로부터 커플 링 루프의 커플 링 플레이트로 용량 적으로 커플 링됩니다. 이것은 지상에 대하여 이 판의 무선주파수 전압과 2 개의 50 옴 저항을 통해서 지상에 놓는 전기로 주요한 금속 간격 장치에 동등하게 흐르는 무선주파수 현재로 이끌어 냅니다. 정방향 파의 용량 성 커플 링으로 인해 발생하는 이 전압은 포트 및 양수에서 동일합니다. 이 전압은 다음과 같습니다.
이미 언급한 바와 같이,순방향 파동은 또한 원형 자기장을 생성하는데,이 자기장은 수직 및 시계 방향으로 전파 방향을 지향한다. 이 자기장은 내부 도체 주위에 위치하며 외부 도체에 의해 구속됩니다. 이 자기장의 작은 부분이 커플 링 루프를 관통합니다. 커플 링 플레이트,두 개의 금속 스페이서,두 개의 저항 및 저항 사이의 접지로 구성된 커플 링 루프는 폐쇄 회로를 구축하고 있습니다. 커플 링 루프를 통한 소위 자속은 이 폐쇄 루프에서 전류를 유도합니다. 이 전류는 포트 1 에서 포지티브 전압+바인드를 생성하여 포트 1 의 저항을 통해 흐릅니다. 이 저항을 통과 한 후 유도 전류는 접지를 따라 포트 2 의 저항으로 흐릅니다. 포트 2 의 저항을 통과하는 이 전류의 방향은 포트 1 의 저항을 통과하는 전류와 반대입니다. 이것은 전류가 커플 링 플레이트로 다시 흐르기 전에 포트 2 에서 음의 전압–바인드를 유도합니다.
적절한 지오메트리,즉 브이캡 및 바인드가 진폭과 위상이 동일하다는 것을 얻을 수 있다면,이는 포트 1 에서 두 배의 전압을 발생시키고,포트 2 에서 브이캡 및 바인드를 추가하면 전압이 0 이 됩니다. 이 경우 포워드 웨이브는 이송 된 전력의 일부를 포트 1 에 결합시키는 반면 포트 2 에 결합하는 것은 없습니다.
전자장의 방향이 동일하지만 에이치장의 방향이 반대인 역파에 대해서는 그 반대이다. 여기서 용량 성 및 유도 성 커플 링은 포트 2 에 추가되고 포트 1 에서 서로 소멸됩니다.
포트 1 에서는 정방향 파동의 비례 부분만 측정하고 포트 2 에서는 역방향 파동의 비례 부분만 측정합니다. 따라서 방향 연결기는 따로따로 앞으로 및 반전 파를 측정할 수 있습니다.
실제로 당신은 단지 설명 된대로 이상적인 조건을 찾을 수 없을 것입니다. 포워드 파워의 작은 부분을 포트 2 에 연결합니다. 마찬가지로 리버스 웨이브는 포트 1 에 작은 부분을 연결합니다.
예를 들어 포워드 웨이브가 이송 된 전력의 1000 분의 1 을 포트 1 에 연결하면 방향성 커플러는 -30 데시벨의 커플 링 계수를 갖습니다. 용량 성 커플 링과 유도 성 커플 링 사이의 작은 다양성(역파가없는 메인 라인의 이상적인 매칭)때문에 포트 2 에서 -65 데시벨을 측정하는 예를 더 고려하십시오. 이 경우 포트 1 과 포트 2 의 결합에 차이가 있습니다. 이 요소를 방향성 커플러의 지향성이라고합니다.
지향성은 방향성 커플러의 용량 성 및 유도 성 커플 링이 진폭 및 위상에서 얼마나 잘 일치하는지 측정 한 것입니다. 우리는 적어도 30 데시벨,더 나은 35 에서 40 데시벨의 지향성을 추천합니다. 위의 두 가지 전압 브이캡과 바인드에 대한 설명을 보면 커플링 루프의 기하학뿐만 아니라 두 개의 50 옴 저항의 품질과 평등이 방향성 커플러의 지향성에 강한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.
요약하면,방향성 커플러가 어떻게 작동하는지,특히 완벽한 방향성 커플러가 정방향 및 역방향 웨이브를 별도로 측정 할 수있는 방법을 보여주었습니다. 또한,우리는 방향 커플러와 비 대칭 형상에 대 한 연결의 매개 변수 지향성을 정의 합니다.