- 2020-08-17 15:01:53 来源:仪器网整合 浏览量:751次
- 【导读】WR1800波导定向耦合器的成功研制,是加速器设备自主研发的又一重要进展,耦合器的自主研制成功将节省可观的经费,并具有很好的推广应用价值。
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波导元器件是指利用波导构成的对电磁波进行控制或处理的元器件。可分别用作定向传输、匹配、衰减或吸收、功率分配、模式(波型)变换、隔离、滤波、移相和放大、混频、检波、倍频、振荡、开关等。波导元器件分为无源和有源两大类。无源波导元器件中不包含电子管、半导体管之类的成分。有源器件是指具有放大、调制、检波、变频和产生微波、毫米波和亚毫米波振荡等功能且必须供电的器件。
近期,高能同步辐射光源(HEPS)加速器部高频系统对自主研制的国产WR1800波导(Rectangular Waveguide,长边18英寸的矩形波导)定向耦合器进行了测试,所有测试结果均优于同型号的进口产品,研制取得成功。
大尺寸波导定向耦合器是高频功率传输系统中的核心部件,主要功能是对波导传输的射频功率进行采样监测,为射频低电平控制系统和射频快速联锁保护系统提供高精度的射频采样监测信号,其中波导定向耦合器的“方向性”指标是影响高频系统总体监测和控制精度的关键技术参数之一。
WR1800波导定向耦合器的成功研制,是加速器设备自主研发的又一重要进展,耦合器的自主研制成功将节省可观的经费,并具有很好的推广应用价值。
耦合器在微波系统中, 往往需将一路微波功率按比例分成几路, 这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器, 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各种微波分支器件。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。(外形有金属圆壳封装,塑封双列直插等)。
耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件,与功分器一样都属于功率分配器件,不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用,主要为了达到一个目标—使信号源的发射功率能够尽量平均分配到室内分布系统的各个天线口,使每个天线口的发射功率基本相同。
什么是“定向耦合器”
是一种通用的微波/毫米波部件,可用于信号的隔离、分离和混合,如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度、插入损耗。定向耦合器由传输线构成,同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线都可构成定向耦合器,所以从结构来看定向耦合器种类繁多,差异很大。但从它的耦合机理来看主要分为四种,即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。
定向耦合器是把两根传输线放置在足够近的位置使得一条线上的功率可以耦合到另一条线上的元件。它的两个输出端口的信号幅度可以相等也可以不等,一种应用特别广泛的耦合器是 3dB 耦合器,这种耦合器的两个输出端口输出信号的幅度是相等的。
定向耦合器作为许多微波电路的重要组成部分被广泛应用于现代电子系统之中。它可以被用来为温度补偿和幅度控制电路提供采样功率,可以在很宽的频率范围完成功率分配与合成;在平衡放大器中,它有助于获得良好的输入输出电压驻波比(VSWR);在平衡混合器和微波设备(例如,网络分析仪)中,它可以被用来采样入射和反射信号;在移动通信中,使用90°电桥耦合器可以确定π/4移相键控(QPSK)发射机的相位误差。
耦合器在所有四个端口均匹配于特性阻抗,这使得它可以方便地被嵌入到其它电路或子系统之中。通过采用不同的耦合结构、耦合介质和耦合机制,可以设计出适合各种微波系统不同要求的定向耦合器。
电磁波导
波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导,前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围,又称开波导。在电磁学和通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。
但最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。这种波导主要用作微波频率的传输线,在微波炉、雷达、通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。
常见的波导结构主要有平行双导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。从引导电磁波的角度看,它们都可分为内部区域和外部区域,电磁波被限制在内部区域传播(要求在波导横截面内满足横向谐振原理)。
传输系统
是数据通信系统中的一部分,将通信系统中的源端和目的端连接起来,可能是直接连接也可能是通过一个或者多个网络系统进行连接。传输系统按其传输媒质可分为有线传输系统和无线传输系统两类,按其传输信号性质可分为模拟信号传输系统和数字信号传输系统两类。传输系统在传输信号过程中,不可避免地要引入一些导致信号质量恶化的因素,如衰减、噪声、失真、串音、干扰、衰落等。
为了不断提高传输质量、扩大容量、并取得技术经济方面的优化效果,传输技术必须不断地发展与提高。传输系统的发展水平主要以传输媒质的开发和调制技术的进步为标志,以传输质量、系统容量、经济性、适应性、可靠性、可维护性等方面为衡量标准。提高工作频率来扩展绝 对带宽和以压缩已调信号占用带宽来提高频谱利用率,是有效扩大传输系统容量的重要手段。
新闻来源:中国科学院高能物理研究所
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