커플러는 서로 다른 회로나 시스템 간에 신호를 전송하는 데 사용되는 수동 장치입니다. 그것은 무선 주파수 및 마이크로파 분야에서 널리 사용됩니다. 주요 기능은 신호 분배, 모니터링 또는 피드백을 달성하기 위해 주 전송 라인에서 보조 라인으로 특정 비율의 전력을 연결하는 것입니다.
커플러 작동 방식
커플러는 일반적으로 전자기장의 결합 효과를 통해 메인 라인의 신호 에너지 일부를 결합 포트로 전달하는 전송 라인 또는 도파관 구조로 구성됩니다. 이 결합 프로세스는 메인 라인의 신호 전송에 큰 영향을 미치지 않아 시스템의 정상적인 작동을 보장합니다.
커플러의 주요 유형
방향성 커플러: 4개의 포트가 있으며 신호 모니터링 및 피드백 제어를 위해 입력 신호의 일부를 특정 출력 포트에 방향적으로 연결할 수 있습니다.
전력 분배기: 입력 신호를 동일한 비율로 여러 출력 포트에 분배하며 안테나 어레이 및 다중 채널 시스템에 자주 사용됩니다.
하이브리드 커플러: 입력 신호를 진폭은 동일하지만 위상이 다른 여러 출력 신호로 나눌 수 있습니다. 위상 시프터 및 평형 증폭기에 널리 사용됩니다.
커플러의 주요 매개변수
결합 계수(Coupling Factor): 입력 전력에 대한 결합 포트에서 수신된 신호 전력의 비율을 나타내며 일반적으로 데시벨(dB)로 표시됩니다.
격리: 사용되지 않는 포트 간의 신호 격리 정도를 측정합니다. 절연도가 높을수록 포트 간 간섭이 줄어듭니다.
삽입 손실: 신호가 커플러를 통과할 때의 전력 손실을 나타냅니다. 삽입 손실이 낮을수록 신호 전송 효율이 높아집니다.
정재파비(VSWR): 커플러 포트의 임피던스 매칭을 반영합니다. VSWR이 1에 가까울수록 매칭 성능이 더 좋습니다.
커플러의 적용 분야
신호 모니터링: 무선 주파수 시스템에서 커플러는 주 신호의 전송에 영향을 주지 않고 모니터링 및 측정을 위해 신호의 일부를 추출하는 데 사용됩니다.
전력 분배: 안테나 어레이에서 커플러는 신호를 개별 안테나 요소에 균등하게 분배하여 빔 형성 및 방향 제어를 달성하는 데 사용됩니다.
피드백 제어: 증폭기 회로에서 커플러는 출력 신호의 일부를 추출하고 이를 입력으로 피드백하여 이득을 안정화하고 선형성을 향상시키는 데 사용됩니다.
신호 합성: 통신 시스템에서 커플러를 사용하면 여러 신호를 하나의 신호로 합성하여 쉽게 전송하고 처리할 수 있습니다.
최신 기술 진보
통신 기술의 급속한 발전으로 인해 고주파수, 고전력 및 넓은 대역폭 측면에서 커플러의 성능 요구 사항이 지속적으로 증가하고 있습니다. 최근에는 삽입 손실이 낮고 절연성이 높으며 작동 주파수 대역이 넓어 5G 통신, 레이더 시스템, 위성 통신 및 기타 분야의 요구 사항을 충족하는 새로운 재료와 새로운 프로세스를 기반으로 한 커플러 제품이 계속해서 등장하고 있습니다.
결론적으로
RF 및 마이크로파 시스템의 핵심 구성 요소인 커플러는 신호 전송, 배포 및 모니터링에서 중요한 역할을 합니다. 작동 원리, 유형, 주요 매개변수 및 적용 영역을 이해하면 적절한 커플러를 선택하고 실제 프로젝트에서 시스템 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
게시 시간: 2025년 1월 2일
