ディレクショナル・カプラ計算機

方向性カプラは、伝送路内で信号を分離または結合するために使用される重要なコンポーネントです。これらは、高いアイソレーション、低い挿入損失、および特定のカップリング値が不可欠である場合に、信号のアイソレーション、分離、または結合を行うような信号ルーティングを必要とするアプリケーションに対して重要な役割を果たします。

歴史的な背景

方向性カプラの起源は、マイクロ波工学の初期まで遡ります。当初は、マイクロ波システムの電力レベルと定在波比を測定するための基本的なツールとして使用されていました。その設計とアプリケーションは大幅に進化し、さまざまなシステムにおける無線周波数信号の正確な制御と測定が可能になりました。電気通信からレーダーまで至ります。

計算式

方向性カプラは、カップリング、カップリング損失、挿入損失、指向性のいくつかのキーパラメータによって特徴付けられます。これらのパラメータは、次の関係を使用して導出されます。

• カップリング (dB) は、\(-10 \log_{10}(\frac{P4}{P1})\) として計算されます。ここで、\(P4\) は結合電力、\(P1\) は入力電力です。
• カップリング損失 (dB) は、\(1-\frac{P4}{P1}\) の対数比であり、出力に結合されていない電力を表します。
• 挿入損失 (dB) は \(-10 \log_{10}(\frac{P2 + P3 + P4}{P1})\) によって決定され、カプラによって失われる電力を示します。
• 指向性 (dB) は \(-10 \log_{10}(\frac{P3}{P4})\) として計算され、カプラの前向電力と逆電力を区別する能力を測定します。

例計算

\(P1 = 30 \text{dBm}\)、\(P2 = 29.5 \text{dBm}\)、\(P3 = 1 \text{dBm}\)、\(P4 = 5 \text{dBm}\) の入力が与えられたとき、計算された出力は次のとおりです。

• カップリング = 7.78 dB
• カップリング損失 = 0.8 dB
• 挿入損失 = -0.73 dB
• 指向性 = 7 dB

重要性と使用シナリオ

方向性カプラは、メイン信号パスを中断することなく無線周波数信号を監視および制御するために不可欠です。