Kytkimen toimintaperiaate ja sovellusanalyysi

Kytkin on passiivinen laite, jota käytetään signaalien siirtämiseen eri piirien tai järjestelmien välillä. Sitä käytetään laajalti radiotaajuus- ja mikroaaltokentissä. Sen päätehtävänä on kytkeä tietty osa tehosta pääsiirtolinjasta toisiolinjaan signaalin jakamiseksi, valvomiseksi tai takaisinkytkemiseksi.

Näin kytkin toimii

Kytkimet koostuvat yleensä siirtolinjoista tai aaltojohtimista, jotka siirtävät osan päälinjan signaalienergiasta kytkentäporttiin sähkömagneettisten kenttien kytkentävaikutuksen kautta. Tämä kytkentäprosessi ei vaikuta merkittävästi päälinjan signaalinsiirtoon, mikä varmistaa järjestelmän normaalin toiminnan.

Päätyyppiset liittimet

Suuntakytkin: Siinä on neljä porttia, ja se voi kytkeä osan tulosignaalista suunnatusti tiettyyn lähtöporttiin signaalin valvontaa ja takaisinkytkennän hallintaa varten.

Tehonjakaja: Jakaa tulosignaalit useille lähtöporteille yhtä suurin suhtein, käytetään usein antenniryhmissä ja monikanavajärjestelmissä.

Hybridikytkin: Se voi jakaa tulosignaalin useisiin saman amplitudin omaaviin, mutta eri vaiheisiin lähtösignaaleihin. Sitä käytetään laajalti vaiheensiirtimissä ja balansoiduissa vahvistimissa.

Kytkimen tärkeimmät parametrit

Kytkentäkerroin: Ilmaisee kytkentäportin vastaanottaman signaalin tehon suhteen tulotehoon, yleensä ilmaistuna desibeleinä (dB).

Eristys: Mittaa käyttämättömien porttien välisen signaalin eristysasteen. Mitä suurempi eristys, sitä pienempi on porttien välinen häiriö.

Lisäyshäviö: viittaa tehohäviöön, kun signaali kulkee kytkimen läpi. Mitä pienempi lisäyshäviö, sitä suurempi signaalin siirtotehokkuus.

Seisovan aallon suhde (VSWR): heijastaa kytkentäportin impedanssin sovitusta. Mitä lähempänä VSWR on arvoa 1, sitä parempi sovituskyky.

Kytkimien käyttöalueet

Signaalin valvonta: Radiotaajuusjärjestelmissä kytkimiä käytetään signaalin osan poimimiseen valvontaa ja mittausta varten vaikuttamatta pääsignaalin siirtoon.

Virranjako: Antenniryhmässä kytkimiä käytetään signaalien tasaiseen jakamiseen yksittäisille antennielementeille keilanmuodostuksen ja suunnan hallinnan saavuttamiseksi.

Palautteen säätö: Vahvistinpiireissä kytkimiä käytetään erottamaan osa lähtösignaalista ja syöttämään se takaisin tuloon vahvistuksen vakauttamiseksi ja lineaarisuuden parantamiseksi.

Signaalin synteesi: Viestintäjärjestelmissä kytkimiä voidaan käyttää useiden signaalien syntetisointiin yhdeksi signaaliksi helppoa lähetystä ja käsittelyä varten.

Uusin teknologinen kehitys

Viestintätekniikan nopean kehityksen myötä kytkimien suorituskykyvaatimukset korkean taajuuden, suuren tehon ja laajan kaistanleveyden suhteen kasvavat jatkuvasti. Viime vuosina on jatkuvasti kehitetty uusiin materiaaleihin ja prosesseihin perustuvia kytkintuotteita, joilla on pienempi lisäyshäviö, parempi eristys ja laajempi toimintataajuuskaista, jotka vastaavat 5G-viestinnän, tutkajärjestelmien, satelliittiviestinnän ja muiden alojen tarpeisiin.

lopuksi

RF- ja mikroaaltojärjestelmien keskeisenä komponenttina kytkimillä on tärkeä rooli signaalin siirrossa, jakelussa ja valvonnassa. Niiden toimintaperiaatteen, tyypin, keskeisten parametrien ja sovellusalueiden ymmärtäminen auttaa valitsemaan sopivan kytkimen ja optimoimaan järjestelmän suorituskyvyn todellisissa projekteissa.