i en forenklet modell vil vi beskrive grunnleggende koaksial retningskoblinger med en koblingssløyfe. Prinsippet er i hovedsak det samme for de fleste andre retningskoblinger.
Koaksial retningskoblinger bruker det faktum at retningen til det elektriske feltet (E-feltet) mellom indre og ytre leder er lik for fremover og omvendt bølge. Magnetfeltet (h-feltet), med retningen rundt den indre lederen av koaksiallinjen, har imidlertid en motsatt rotasjonsretning for fremover og omvendt bølge. Vi vil eksemplifisere dette ved en retningsbestemt sløyfekobling som svarer Til Fig. 1.
Fig. 1
radiofrekvenseffekten (rf) som strømmer fra forsterkeren til lasten, resulterer i et radial elektrisk felt fra den indre lederen til den ytre lederen (bakken) og et sirkulært magnetfelt mellom indre og ytre leder.
en liten del av det elektriske feltet pares kapasitivt fra den indre lederen til koblingsplaten til koblingssløyfen. Dette fører til en rf-spenning på denne platen mot bakken og en rf-strøm som strømmer over de elektrisk ledende metalliske avstandsstykkene like gjennom de to 50 ohm motstandene til bakken. Denne spenningen som oppstår på grunn av den kapasitive koblingen av fremoverbølgen er lik på begge porter og positive. I det følgende kaller vi denne spenningen + Vcap.
som allerede nevnt genererer fremoverbølgen også et sirkulært magnetfelt, som er vertikalt og med urviseren orientert til forplantningsretningen. Dette magnetfeltet er plassert rundt den indre lederen og er bundet av den ytre lederen. En liten del av dette magnetfeltet trenger inn i koblingssløyfen. Koblingssløyfen, som består av koblingsplaten, de to metalliske avstandsstykkene, de to motstandene og bakken mellom motstandene, bygger en lukket krets. Den såkalte magnetiske fluxen gjennom koblingssløyfen induserer en strøm I Denne lukkede sløyfen. Denne strømmen genererer en positiv spenning + Vind ved port 1, som strømmer gjennom motstanden ved port 1. Etter å ha passert denne motstanden, strømmer den induserte strømmen Langs bakken til motstanden ved port 2. Retningen av denne strømmen gjennom motstanden ved port 2 er motsatt til strømmen gjennom motstanden ved port 1. Dette fører til en negativ spenning-Vind ved port 2, før strømmen strømmer tilbake til koblingsplaten.
hvis Man kan oppnå en passende geometri, at Vcap og Vind er like i amplitude og fase, vil dette resultere i to ganger spenningen på port 1, og legger Til v cap og v ind, mens du legger Til Vcap og-Vind på port 2 vil føre til null spenning. I dette tilfellet fremover bølge par en del av transportert strøm til port 1 mens ingenting av det par til port 2.
for omvendt bølge med samme retning Av E-feltet, men motsatt retning Av H-feltet er det omvendt. Her legger den kapasitive og induktive koblingen på port 2 mens de slukker hverandre på port 1.
på port 1 måler man bare en proporsjonal del av fremoverbølgen og på port 2 bare en proporsjonal del av omvendt bølge. Dermed kan retningskoblingen separat måle frem og tilbake bølgen.
i praksis vil du aldri finne ideelle forhold som nettopp beskrevet. Hvis Vcap und Vind ikke er akkurat like, vil fremoverbølgen koble en liten del av fremoverkraften til port 2 også. På samme måte vil omvendt bølge koble en liten del til port 1.
hvis for eksempel den fremre bølgen par en tusendel av den transporterte kraften til port 1, har retningskoblingen en koblingsfaktor på -30 db. Tenk videre på et eksempel, hvor man måler -65 dB på port 2 (i stedet for ideelt-uendelig dB) på grunn av et lite mangfold mellom kapasitiv og induktiv kobling (selv med en ideell matching av hovedlinjen uten omvendt bølge). I dette tilfellet er det en forskjell i koblingen av port 1 og port 2 av 35 dB. Denne faktoren kalles retningen til en retningskobling, som i dette eksemplet er 35 dB.
direktiviteten er et mål på hvor godt kapasitiv og induktiv kobling av en retningskobling er matchet i amplitude og fase. Vi anbefaler en retning på minst 30 dB, bedre 35 til 40 dB. Etter våre forklaringer Om De to spenningene Vcap og Vind ovenfor, kan du forestille deg at ikke bare geometrien til koblingssløyfen, men også kvaliteten og likestillingen til de to 50 ohm-motstandene har stor innflytelse på retningskoblingen.
for å oppsummere, har vi vist hvordan en retningskobling fungerer og spesielt hvordan en perfekt retningskobling er i stand til å måle fremover og bakover bølge separat. I tillegg definerte vi parameterretningen til en retningskobling og dens tilkobling til en ikke-symmetrisk geometri.