L'accoppiatore è un dispositivo passivo utilizzato per trasmettere segnali tra diversi circuiti o sistemi. È ampiamente utilizzato nei campi a radiofrequenza e microonde. La sua funzione principale è quella di accoppiare una certa proporzione di potenza dalla linea di trasmissione principale alla linea secondaria per ottenere la distribuzione, il monitoraggio o il feedback del segnale.
Come funziona l'accoppiatore
Gli accoppiatori sono solitamente costituiti da linee di trasmissione o strutture di guida d'onda, che trasferiscono parte dell'energia del segnale nella linea principale alla porta di accoppiamento attraverso l'effetto di accoppiamento dei campi elettromagnetici. Questo processo di accoppiamento non influenzerà in modo significativo la trasmissione del segnale della linea principale, garantendo il normale funzionamento del sistema.
Principali tipologie di accoppiatori
Accoppiatore direzionale: ha quattro porte e può accoppiare direzionalmente parte del segnale di ingresso a una porta di uscita specifica per il monitoraggio del segnale e il controllo del feedback.
Divisore di potenza: distribuisce i segnali di ingresso a più porte di uscita in proporzioni uguali, spesso utilizzato in array di antenne e sistemi multicanale.
Accoppiatore ibrido: può dividere il segnale di ingresso in più segnali di uscita di uguale ampiezza ma fasi diverse. È ampiamente utilizzato negli sfasatori e negli amplificatori bilanciati.
Parametri chiave dell'accoppiatore
Fattore di accoppiamento: indica il rapporto tra la potenza del segnale ricevuto dalla porta di accoppiamento e la potenza in ingresso, solitamente espresso in decibel (dB).
Isolamento: misura il grado di isolamento del segnale tra le porte non utilizzate. Maggiore è l'isolamento, minore è l'interferenza tra le porte.
Perdita di inserzione: si riferisce alla perdita di potenza quando il segnale passa attraverso l'accoppiatore. Minore è la perdita di inserzione, maggiore è l'efficienza di trasmissione del segnale.
Rapporto d'onda stazionario (VSWR): riflette l'adattamento dell'impedenza della porta dell'accoppiatore. Più il VSWR è vicino a 1, migliore è la prestazione di adattamento.
Aree di applicazione degli accoppiatori
Monitoraggio del segnale: nei sistemi a radiofrequenza, gli accoppiatori vengono utilizzati per estrarre parte del segnale per il monitoraggio e la misurazione senza influenzare la trasmissione del segnale principale.
Distribuzione della potenza: in un array di antenne, gli accoppiatori vengono utilizzati per distribuire uniformemente i segnali ai singoli elementi dell'antenna per ottenere la formazione del fascio e il controllo della direzione.
Controllo del feedback: nei circuiti amplificatori, gli accoppiatori vengono utilizzati per estrarre una porzione del segnale di uscita e reimmetterla all'ingresso per stabilizzare il guadagno e migliorare la linearità.
Sintesi del segnale: nei sistemi di comunicazione, gli accoppiatori possono essere utilizzati per sintetizzare più segnali in un unico segnale per una facile trasmissione ed elaborazione.
Ultimi progressi tecnologici
Con il rapido sviluppo della tecnologia di comunicazione, i requisiti prestazionali degli accoppiatori in termini di alta frequenza, alta potenza e ampia larghezza di banda sono in costante aumento. Negli ultimi anni hanno continuato ad emergere prodotti accoppiatori basati su nuovi materiali e nuovi processi, con minori perdite di inserzione, maggiore isolamento e banda di frequenza operativa più ampia, soddisfacendo le esigenze delle comunicazioni 5G, dei sistemi radar, delle comunicazioni satellitari e di altri campi.
Insomma
Essendo un componente chiave nei sistemi RF e a microonde, gli accoppiatori svolgono un ruolo importante nella trasmissione, distribuzione e monitoraggio del segnale. Comprenderne il principio di funzionamento, il tipo, i parametri chiave e le aree di applicazione aiuterà a selezionare l'accoppiatore appropriato e a ottimizzare le prestazioni del sistema nei progetti reali.
Orario di pubblicazione: 02 gennaio 2025
