Calculateur de coupleur directionnel

Les coupleurs directionnels sont des composants essentiels utilisés en ingénierie RF pour séparer ou combiner des signaux au sein d'une ligne de transmission. Ils sont essentiels pour les applications nécessitant un routage de signal, comme l'isolement, la séparation ou la combinaison de signaux, où une isolation élevée, une faible perte d'insertion et des valeurs de couplage spécifiques sont essentielles.

Contexte historique

Les origines des coupleurs directionnels remontent aux débuts de l'ingénierie micro-ondes. Initialement, ils servaient d'outils de base pour mesurer les niveaux de puissance et les taux d'ondes stationnaires dans les systèmes micro-ondes. Leur conception et leurs applications ont considérablement évolué, permettant un contrôle et une mesure précis des signaux RF dans divers systèmes, des télécommunications aux radars.

Formule de calcul

Les coupleurs directionnels sont caractérisés par plusieurs paramètres clés : le couplage, la perte de couplage, la perte d'insertion et la directivité. Ces paramètres sont dérivés en utilisant les relations suivantes :

• Couplage (dB) est calculé comme \(-10 \log_{10}(\frac{P4}{P1})\), où \(P4\) est la puissance couplée et \(P1\) est la puissance d'entrée.
• Perte de couplage (dB) est le rapport logarithmique de \(1-\frac{P4}{P1}\), représentant la puissance non couplée à la sortie.
• Perte d'insertion (dB) est déterminée par \(-10 \log_{10}(\frac{P2 + P3 + P4}{P1})\), indiquant la puissance perdue à travers le coupleur.
• Directivité (dB) est calculé comme \(-10 \log_{10}(\frac{P3}{P4})\), mesurant la capacité du coupleur à différencier la puissance avant et arrière.

Exemple de calcul

Étant donné des entrées de \(P1 = 30 \text{dBm}\), \(P2 = 29.5 \text{dBm}\), \(P3 = 1 \text{dBm}\), et \(P4 = 5 \text{dBm}\), les sorties calculées sont :

• Couplage = 7.78 dB
• Perte de couplage = 0.8 dB
• Perte d'insertion = -0.73 dB
• Directivité = 7 dB

Importance et scénarios d'utilisation

Les coupleurs directionnels sont essentiels pour surveiller et contrôler les signaux RF sans interrompre le chemin du signal principal.