Меню

Делитель мощности уилкинсона это

Делитель мощности уилкинсона это

Как следует из самого названия делителя, он делит, а в случае с системами связи и передачи данных делит сигналы на выходе из фильтров, в том числе и для передачи на антенну. Общее название группы таких устройств, осуществляющих разделение потока мощности сигнала, поступающего на вход (входной порт), между несколькими выходами (портами) и (или) объединяющего такие потоки мощности с нескольких входов в одном выходе, без изменения фазы и других параметров этого сигнала – делители мощности.

В зависимости от количества выходов делители мощности подразделяют на двух-, трех-, четырех- и восьмиполюсники, общее название для которых — многополюсники.

Рисунок 1. Делитель мощности Уилкинсона

Рассмотрим работу делителей мощности на примере делителя Уилкинсона (см. рис. 1). В приведенной на рисунке схеме делитель Уилкинсона сохранит в высокочастотной системе согласованный импеданс 50 Ом, если характеристическое или волновое полное сопротивление на выходах будет Z = 50 Ом, а сопротивление каждого из четвертьволновых волноводов по 70,7 Ом и параллельно выходам подключено сопротивление 100 Ом.

Рисунок 2. АЧХ сигнала на входе делителя Рисунок 3. АЧХ сигнала на выходе делителя

Как следует из рисунков 2 и 3, если на вход двухполюсного делителя подается сигнал с уровнем мощности 0 дБм, то на каждом выходе по расчетам он будет -3 дБм, то есть в два раза меньше. Поэтому такой делитель называют делитель мощности на -3 дБм. Какова мощность сигнала будет на выходах четырехполюсника? Поскольку четырехполюсный делитель можно рассматривать как два двухполюсника, соответственно уровень мощности будет в четыре раза меньше входного уровня, то есть -6 дБ. Точно также можно рассчитать потери мощности на восьми выходах, которые будут в восемь раз больше, то есть -9 дБм.

Что произойдет, если сопротивление в четвертьволновых волноводах будет разное? Например, в одном 70,7 Ом, а в другом 35 Ом. Очевидно, что в волноводе с меньшим сопротивлением, ток, а следовательно, и мощность сигнала будет выше примерно в два раза. Такие несимметричные делители также применяются на практике.

Делитель мощности может работать и в обратную сторону. При этом он становится другим устройством, которое называют сумматором. Сумматор служит для выполнения операции, противоположной делителю: объединяет сигналы, поступающие, например, на два входа и складывает их мощности.

Читайте также:  Что называют мощностью множеств

Сигнал на выходе будет сильно различаться в зависимости от параметров сигналов, поступающих на входы сумматора. Если они имеют одинаковую частоту, их мощности складываются (см. рис. 4, 5, 6).

Рис. 4 Рис. 5 Рис. 6

Если частота сигналов, поступающих на вход, разная, то на выходе мы получим два сигнала с теми же частотами (см. рис. 7, 8, 9).

Рис. 7 Рис. 8 Рис. 9

Основными параметрами, они же критерии выбора делителя мощности, являются возвратные и вносимые потери, как и во всех других компонентах высокочастотных систем.

Вернемся к делителю мощности Уилкинсона (рис. 10). Возвратные потери этого делителя определяются параметрами S 11, S 22 и S 33, которые должны быть не более -20 дБ. В симметричном делителе с двумя выходами еще следует учесть параметры S 21 и S 31, которые должны быть порядка -3 дБм с небольшими дополнительными потерями в волноводах.

Рисунок 10. Делитель мощности Уилкинсона

Еще один важный параметр делителя – это коэффициент развязки. В нашем случае, это развязка портов № 2 и № 3. При работе делителя как сумматора, сигналы, поступающие на эти выходы, в этом случае функционирующие как входы, могут интерферировать между собой, если не будут изолированы друг от друга. Стандартный коэффициент развязки (S23, S32) должен быть не менее -18 дБм.

Источник



Wilkinson делитель мощности сплиттер комбинатор

— Обзор и предметы первой необходимости на Уилкинсона делитель сплиттер объединителя — как это работает, проектных критериев и формул.

Уилкинсон делитель сплиттер / Уилкинсон комбайнер является формой делитель мощности / сумматора мощности, который часто используется в микроволновых приложений. Он использует волновые трансформаторы четверти, которые легко изготавливаемые в виде четвертьволновой линии на печатных платах и ​​в результате он дает возможность доказать очень дешевый и простой сплиттер / делитель / сумматор, обеспечивая при этом высокий уровень производительности. В то время как печатная плата линии передачи подход широко используется для Уилкинсон делитель / колун объединителя, также можно использовать другие формы линии передачи (например, коаксиальный кабель) или сосредоточенных элементов схемы (катушки индуктивности и конденсаторы).

Читайте также:  Свойства операций над множествами понятие мощности множества

Делитель мощности Wilkinson или Wilkinson разветвитель, как также известно, берет свое название от Ernest Wilkinson, инженер электроники, который первоначально разработал его в 1960s. Уилкинсон опубликовал свою идею в ИРЭ Trans. по теории и методам, в январе 1960 под названием Микроволновая печь: «N-путь делитель мощности».

Как видно из названия статьи, что идея, что теперь известно как делитель мощности Уилкинсона для нескольких устройств порта, хотя наиболее распространенной реализацией видели на практике эти дни для двухстороннего делителя.

Wilkinson делитель мощности сплиттер объединителя преимущества и недостатки

Для того, чтобы определить, следует ли использовать Уилкинсон делитель мощности сплиттер / Уилкинсон комбайнер, необходимо взвесить все преимущества и недостатки их использования.

Преимущества:

-Простота: делитель / разветвитель / сумматор Уилкинсона особенно прост и может быть легко реализован с использованием печатных компонентов на печатной плате. Также возможно использование сосредоточенных элементов индуктивности и конденсатора, но это усложняет общую конструкцию.

-Стоимость: когда делитель мощности Уилкинсона реализуется с использованием элементов печатной платы, стоимость очень низкая — возможно, единственное увеличение по сравнению с единственным используемым резистором связано с увеличением площади платы, используемой в результате печатных элементов. Однако для снижения потерь может потребоваться использование подложки для печатной платы с низкими потерями, что приведет к увеличению стоимости.

-Потери: если бы использовались совершенные компоненты, делитель-делитель Уилкинсона не привел бы к каким-либо дополнительным потерям сверх тех, которые возникают из-за разделения мощности между различными портами. В дополнение к этому, реальные компоненты, используемые для разветвителя Уилкинсона, могут иметь очень низкие потери, особенно когда линии передачи печатной платы используются вместе с материалом подложки печатной платы с низкими потерями.

-изоляция: делитель / сумматор Уилкинсона обеспечивает высокую степень изоляции между «выходными» портами.

Недостатки:
-Частотная характеристика: поскольку разветвитель Уилкинсона основан на использовании четвертьволновых линий передачи, он имеет ограниченную полосу пропускания, хотя есть некоторые доступные разветвители Уилкинсона, которые предлагают достаточно широкую полосу пропускания.

2 путь Основы Уилкинсон делитель мощности
Хотя понятие делитель мощности Уилкинсона может быть использован для N-полосной системе, это легче всего увидеть, как он действует в качестве двунаправленного системы, а затем расширить его, чтобы увидеть, как делитель мощности Уилкинсона может быть использован в качестве п-полосная устройство.
Уилкинсон делитель мощности / Уилкинсон комбайнер использует волновые трансформаторы квартал для разделения входного сигнала, чтобы обеспечить два выходных сигнала, которые находятся в фазе друг с другом.

Читайте также:  Уровень мощности wifi сигнала

Два способа Wilkinson Пау г сплиттер / делитель и Уилкинсон комбайнер

Сопротивление между двумя выходными портами позволяет два выхода на соответствие в то же время обеспечивая изоляцию. Резистор не рассеивается никакой силы, и в результате делитель мощности Уилкинсон может теоретически быть без потерь. На практике существуют некоторые потери, но они, как правило, низка.

Значения в пределах двухстороннее Wilkinson делителя / объединителя может быть рассчитана:

Zmatch = импеданс четвертьволновую трансформаторов в ногах делителя мощности объединителя.

Для того, чтобы увидеть, как работает делитель Уилкинсона, рассмотрим сигнал, поступающий в левый порт руки, порт 1 на диаграмме выше. Сигнал достигает физического раскола и переходит к обоим выходам, два порта и три делителя Уилкинсона. Поскольку две ноги разветвитель / делителя одинаковы, сигналы, появляющиеся на выходах будут иметь одинаковую фазу. Это означает, что порты 2 и 3 будет тот же потенциал, и ток не будет протекать через резистор.

По мере того как сила раскалывается, то необходимо обеспечить, чтобы полное сопротивление в пределах делителя Wilkinson поддерживаются. Для того, чтобы достичь этого, два выходных порта должны каждый появиться как импеданс 2 х Zo — два выходных портов 2 Zo параллельно представит общий импеданс Zo. Преобразование импеданса достигается за счет размещения линии электропередачи четверть волны между нейтралью и выходом — линия передачи имеет импеданс 1.414 х Зо. Таким образом, сопротивление в системе поддерживается.

Делитель Уилкинсона является идеальной формой сплиттер / делитель для многих приложений РФ. Это обеспечивает низкий уровень потерь и поддерживает высокий уровень изоляции между выходными портами. Еще одно преимущество состоит в том, что оно часто может быть сделано очень дешево, когда используется в диапазоне сверхвысоких частот, поскольку элементов линии передачи может быть напечатан на печатной плате. Это означает, что единственный компонент, необходимый для делителя Wilkinson является резистор.

Источник