หลักการทำงานและการวิเคราะห์การใช้งานของคัปเปิล

คัปเปลอร์เป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟที่ใช้ส่งสัญญาณระหว่างวงจรหรือระบบต่างๆ กัน นิยมใช้ในคลื่นความถี่วิทยุและคลื่นไมโครเวฟ หน้าที่หลักคือเชื่อมต่อพลังงานบางส่วนจากสายส่งหลักเข้ากับสายรองเพื่อให้เกิดการกระจายสัญญาณ การตรวจสอบ หรือการตอบรับ

คัปเปิลทำงานอย่างไร

ตัวเชื่อมต่อมักประกอบด้วยสายส่งหรือโครงสร้างท่อนำคลื่น ซึ่งถ่ายโอนพลังงานสัญญาณบางส่วนในสายหลักไปยังพอร์ตการเชื่อมต่อผ่านเอฟเฟกต์การเชื่อมต่อของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการเชื่อมต่อนี้จะไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการส่งสัญญาณของสายหลัก ช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานได้ตามปกติ

ประเภทหลักของคัปเปิล

ตัวต่อทิศทาง: มีพอร์ตสี่พอร์ตและสามารถเชื่อมต่อสัญญาณอินพุตบางส่วนเข้ากับพอร์ตเอาต์พุตเฉพาะเพื่อการตรวจสอบสัญญาณและการควบคุมป้อนกลับ

ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้า: กระจายสัญญาณอินพุตไปยังพอร์ตเอาต์พุตหลายพอร์ตในสัดส่วนที่เท่ากัน มักใช้ในเสาอากาศอาร์เรย์และระบบหลายช่องสัญญาณ

ไฮบริดคัปเปลอร์: สามารถแบ่งสัญญาณอินพุตออกเป็นสัญญาณเอาต์พุตหลายสัญญาณที่มีแอมพลิจูดเท่ากันแต่มีเฟสต่างกัน นิยมใช้กันในเฟสชิฟเตอร์และแอมพลิฟายเออร์แบบสมดุล

พารามิเตอร์หลักของคัปเปิล

ปัจจัยการเชื่อมต่อ: ระบุอัตราส่วนของกำลังสัญญาณที่ได้รับจากพอร์ตการเชื่อมต่อต่อกำลังอินพุต โดยปกติแสดงเป็นเดซิเบล (dB)

การแยกสัญญาณ: วัดระดับการแยกสัญญาณระหว่างพอร์ตที่ไม่ได้ใช้งาน ยิ่งการแยกสัญญาณสูง สัญญาณรบกวนระหว่างพอร์ตก็จะยิ่งน้อยลง

การสูญเสียการแทรก: หมายถึงการสูญเสียพลังงานเมื่อสัญญาณผ่านตัวต่อ ยิ่งการสูญเสียการแทรกต่ำ ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณก็จะสูงขึ้น

อัตราส่วนคลื่นนิ่ง (VSWR): สะท้อนการจับคู่ค่าอิมพีแดนซ์ของพอร์ตคัปเปลอร์ ยิ่ง VSWR ใกล้ 1 มากเท่าไร ประสิทธิภาพการจับคู่ก็จะดีขึ้นเท่านั้น

พื้นที่การใช้งานของคัปเปิล

การตรวจสอบสัญญาณ: ในระบบความถี่วิทยุ จะใช้คัปเปลอร์เพื่อดึงส่วนหนึ่งของสัญญาณออกมาเพื่อตรวจสอบและวัดค่าโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการส่งสัญญาณหลัก

การกระจายพลังงาน: ในเสาอากาศแบบอาร์เรย์ จะใช้ตัวต่อเพื่อกระจายสัญญาณไปยังองค์ประกอบเสาอากาศแต่ละชิ้นอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้เกิดการสร้างลำแสงและการควบคุมทิศทาง

การควบคุมป้อนกลับ: ในวงจรขยายสัญญาณ จะใช้ตัวต่อเพื่อแยกสัญญาณเอาต์พุตบางส่วนและป้อนกลับไปยังอินพุตเพื่อรักษาเสถียรภาพของค่าเกนและปรับปรุงความเป็นเส้นตรง

การสังเคราะห์สัญญาณ: ในระบบการสื่อสาร คัปเปลอร์สามารถใช้เพื่อสังเคราะห์สัญญาณหลายสัญญาณให้เป็นสัญญาณเดียวเพื่อให้ง่ายต่อการส่งและประมวลผล

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการสื่อสาร ความต้องการด้านประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อในแง่ของความถี่สูง พลังงานสูง และแบนด์วิดท์กว้างก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ตัวเชื่อมต่อที่ทำจากวัสดุใหม่และกระบวนการใหม่ยังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยมีการสูญเสียการแทรกที่ต่ำลง การแยกที่สูงขึ้น และแบนด์ความถี่การทำงานที่กว้างขึ้น ตอบสนองความต้องการของการสื่อสาร 5G ระบบเรดาร์ การสื่อสารผ่านดาวเทียม และสาขาอื่นๆ

สรุปแล้ว

เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบ RF และไมโครเวฟ คัปเปลอร์จึงมีบทบาทสำคัญในการส่ง การแจกจ่าย และการตรวจสอบสัญญาณ การทำความเข้าใจหลักการทำงาน ประเภท พารามิเตอร์หลัก และพื้นที่การใช้งานของคัปเปลอร์จะช่วยให้สามารถเลือกคัปเปลอร์ที่เหมาะสมและปรับประสิทธิภาพของระบบให้เหมาะสมในโครงการจริงได้