directional coupler ၏ အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံမူ

Directional coupler များသည် မိုက်ခရိုဝေ့တိုင်းတာမှုနှင့် အခြားမိုက်ခရိုဝေ့စနစ်များတွင် စံသတ်မှတ်ထားသော မိုက်ခရိုဝေ့/မီလီမီတာလှိုင်းအစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို ပါဝါစောင့်ကြည့်ခြင်း၊ အရင်းအမြစ်အထွက်ပါဝါတည်ငြိမ်စေခြင်း၊ signal အရင်းအမြစ်အထီးကျန်စေခြင်း၊ ထုတ်လွှင့်ခြင်းနှင့် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကြိမ်နှုန်း sweeping စမ်းသပ်ခြင်းစသည့် အချက်ပြခွဲထုတ်ခြင်း၊ ခွဲထုတ်ခြင်းနှင့် ရောနှောခြင်းအတွက် အသုံးပြုနိုင်သည်။ ၎င်းသည် directional microwave power divider တစ်ခုဖြစ်ပြီး ခေတ်မီ swept-frequency reflectometer များတွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် waveguide၊ coaxial line၊ stripline နှင့် microstrip ကဲ့သို့သော အမျိုးအစားများစွာရှိသည်။

ပုံ ၁ သည် ဖွဲ့စည်းပုံ၏ ပုံကြမ်းပုံဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် အဓိကအားဖြင့် mainline နှင့် auxiliary line ဟူ၍ အပိုင်းနှစ်ပိုင်းပါဝင်ပြီး အပေါက်ငယ်များ၊ အက်ကွဲကြောင်းများနှင့် ကွက်လပ်များမှတစ်ဆင့် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ချိတ်ဆက်ထားသည်။ ထို့ကြောင့် mainline အဆုံးရှိ "1" မှ ပါဝါထည့်သွင်းမှု၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းကို ဒုတိယလိုင်းနှင့် ချိတ်ဆက်မည်ဖြစ်သည်။ လှိုင်းများ၏ အနှောင့်အယှက် သို့မဟုတ် superposition ကြောင့် ပါဝါကို ဒုတိယလိုင်းတစ်လျှောက် - တစ်ဖက်သို့သာ ပို့လွှတ်မည်ဖြစ်ပြီး ("ရှေ့သို့" ဟုခေါ်သည်) နောက်တစ်ဖက်သို့သာ ပို့လွှတ်မည်ဖြစ်သည်။ အစီအစဉ်တစ်ခုတည်းတွင် ပါဝါပို့လွှတ်မှု မရှိသလောက်ဖြစ်သည် ("ပြောင်းပြန်" ဟုခေါ်သည်)။

ပုံ ၂ သည် cross-directional coupler တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ coupler ရှိ port များထဲမှ တစ်ခုကို built-in matching load နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။

Directional Coupler ၏ အသုံးချမှု

၁။ ပါဝါပေါင်းစပ်စနစ်အတွက်
3dB directional coupler (3dB bridge အဖြစ်လူသိများသည်) ကို အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း multi-carrier frequency synthesis system တွင် များသောအားဖြင့် အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ ဤ circuit အမျိုးအစားသည် indoor distributed system များတွင် အဖြစ်များသည်။ power amplifier နှစ်ခုမှ signal f1 နှင့် f2 များသည် 3dB directional coupler မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပြီးနောက် channel တစ်ခုစီ၏ output တွင် frequency components နှစ်ခု f1 နှင့် f2 ပါဝင်ပြီး 3dB သည် frequency component တစ်ခုစီ၏ amplitude ကို လျော့ကျစေသည်။ output terminal တစ်ခုကို absorbing load နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပါက အခြား output ကို passive intermodulation measurement system ၏ power source အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။ isolation ကို ပိုမိုတိုးတက်စေရန် လိုအပ်ပါက filter များနှင့် isolator များကဲ့သို့သော components အချို့ကို ထည့်သွင်းနိုင်သည်။ ကောင်းမွန်စွာ ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော 3dB bridge ၏ isolation သည် 33dB ထက်ပိုနိုင်သည်။
 
directional coupler ကို power combining system one တွင် အသုံးပြုသည်။
ပါဝါပေါင်းစပ်မှု၏ နောက်ထပ်အသုံးချမှုတစ်ခုအနေဖြင့် directional gully area ကို အောက်ပါပုံ (က) တွင် ပြသထားသည်။ ဤဆားကစ်တွင် directional coupler ၏ directivity ကို လိမ္မာပါးနပ်စွာ အသုံးချထားသည်။ coupler နှစ်ခုလုံး၏ coupling degree များသည် 10dB ရှိပြီး directivity နှစ်ခုလုံးသည် 25dB ဖြစ်သည်ဟု ယူဆပါက f1 နှင့် f2 အဆုံးများအကြား isolation သည် 45dB ဖြစ်သည်။ f1 နှင့် f2 ၏ input နှစ်ခုလုံးသည် 0dBm ဖြစ်ပါက combined output နှစ်ခုလုံးသည် -10dBm ဖြစ်သည်။ အောက်ပါပုံ (ခ) ရှိ Wilkinson coupler နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက (၎င်း၏ပုံမှန် isolation တန်ဖိုးသည် 20dB ဖြစ်သည်)၊ OdBm ၏ input signal တူညီမှုသည် synthesis ပြီးနောက် -3dBm ရှိသည် (insertion loss ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းမရှိဘဲ)။ inter-sample condition နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ၎င်း၏ output သည် ပုံ (ခ) နှင့် ကိုက်ညီစေရန် ပုံ (က) ရှိ input signal ကို 7dB တိုးမြှင့်ပါသည်။ ဤအချိန်တွင်၊ ပုံ (က) ရှိ f1 နှင့် f2 အကြား အထီးကျန်မှုသည် "လျော့နည်းသွားသည်" "38 dB ဖြစ်သည်။ နောက်ဆုံးနှိုင်းယှဉ်ချက်ရလဒ်မှာ directional coupler ၏ power synthesis နည်းလမ်းသည် Wilkinson coupler ထက် 18 dB ပိုများသည်။ ဤစနစ်သည် amplifier ဆယ်လုံး၏ intermodulation တိုင်းတာမှုအတွက် သင့်လျော်သည်။

ပါဝါပေါင်းစပ်စနစ် ၂ တွင် directional coupler ကို အသုံးပြုသည်

၂။ receiver anti-interference တိုင်းတာခြင်း သို့မဟုတ် မှားယွင်းသောတိုင်းတာမှုအတွက် အသုံးပြုသည်
RF စမ်းသပ်ခြင်းနှင့် တိုင်းတာခြင်းစနစ်တွင်၊ အောက်ဖော်ပြပါပုံတွင်ပြထားသော ဆားကစ်ကို မကြာခဏမြင်တွေ့နိုင်သည်။ DUT (စမ်းသပ်နေသော ကိရိယာ သို့မဟုတ် ပစ္စည်းကိရိယာ) သည် receiver တစ်ခုဖြစ်သည်ဟု ယူဆပါ။ ထိုကိစ္စတွင်၊ directional coupler ၏ coupling အဆုံးမှတစ်ဆင့် receiver ထဲသို့ ကပ်လျက် channel interference signal ကို ထိုးသွင်းနိုင်သည်။ ထို့နောက် directional coupler မှတစ်ဆင့် ၎င်းတို့နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော integrated tester သည် receiver resistance—interference performance ထောင်ပေါင်းများစွာကို စမ်းသပ်နိုင်သည်။ DUT သည် ဆယ်လူလာဖုန်းတစ်လုံးဖြစ်ပါက၊ ဖုန်း၏ transmitter ကို directional coupler ၏ coupling အဆုံးနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော comprehensive tester ဖြင့် ဖွင့်နိုင်သည်။ ထို့နောက် scene phone ၏ မှားယွင်းသော output ကို တိုင်းတာရန် spectrum analyzer ကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ ဟုတ်ပါတယ်၊ spectrum analyzer မတိုင်မီ filter circuit အချို့ကို ထည့်သွင်းသင့်သည်။ ဤဥပမာတွင် directional coupler များ၏ အသုံးချမှုကိုသာ ဆွေးနွေးထားသောကြောင့် filter circuit ကို ချန်လှပ်ထားသည်။

directional coupler ကို ဆယ်လူလာဖုန်း၏ receiver သို့မဟုတ် အတုအယောင်အမြင့်ကို anti-interference တိုင်းတာရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။
ဒီစမ်းသပ်ပတ်လမ်းမှာ directional coupler ရဲ့ directivity က အရမ်းအရေးကြီးပါတယ်။ through end နဲ့ ချိတ်ဆက်ထားတဲ့ spectrum analyzer က DUT ကနေ signal ကိုပဲ လက်ခံရယူလိုပြီး coupling end ကနေ password ကို လက်ခံရယူလိုခြင်း မရှိပါဘူး။

၃၊ အချက်ပြနမူနာယူခြင်းနှင့် စောင့်ကြည့်ခြင်းအတွက်
ထုတ်လွှင့်စက် အွန်လိုင်းတိုင်းတာခြင်းနှင့် စောင့်ကြည့်ခြင်းသည် directional coupler များ၏ အသုံးအများဆုံး အသုံးချမှုများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်နိုင်သည်။ အောက်ပါပုံသည် ဆယ်လူလာ အခြေစိုက်စခန်း တိုင်းတာခြင်းအတွက် directional coupler များ၏ ပုံမှန်အသုံးချမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ ထုတ်လွှင့်စက်၏ output power သည် 43dBm (20W) ဖြစ်ပြီး directional coupler ၏ coupling ဖြစ်သည်ဟု ယူဆပါ။ capacity သည် 30dB ဖြစ်ပြီး insertion loss (line loss plus coupling loss) သည် 0.15dB ဖြစ်သည်။ coupling အဆုံးတွင် အခြေစိုက်စခန်း tester သို့ ပေးပို့သော 13dBm (20mW) signal ရှိပြီး directional coupler ၏ direct output သည် 42.85dBm (19.3W) ဖြစ်ပြီး leakage သည် သီးခြားဘက်ခြမ်းရှိ ပါဝါကို load မှ စုပ်ယူသည်။

directional coupler ကို base station တိုင်းတာရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။
ထုတ်လွှင့်စက်အားလုံးနီးပါးသည် ဤနည်းလမ်းကို အွန်လိုင်းနမူနာယူခြင်းနှင့် စောင့်ကြည့်ခြင်းအတွက် အသုံးပြုကြပြီး ဤနည်းလမ်းတစ်ခုတည်းသာ ပုံမှန်အလုပ်လုပ်သည့်အခြေအနေများတွင် ထုတ်လွှင့်စက်၏ စွမ်းဆောင်ရည်စမ်းသပ်မှုကို အာမခံနိုင်သည်။ သို့သော် ထုတ်လွှင့်စက်စမ်းသပ်မှုသည်လည်း အတူတူပင်ဖြစ်ပြီး စမ်းသပ်သူအမျိုးမျိုးတွင် မတူညီသောစိုးရိမ်မှုများရှိသည်ကို သတိပြုသင့်သည်။ WCDMA အခြေစိုက်စခန်းများကို ဥပမာအဖြစ်ယူ၍ အော်ပရေတာများသည် ၎င်းတို့၏ အလုပ်လုပ်သော frequency band (2110~2170MHz) ရှိ အညွှန်းကိန်းများကို အာရုံစိုက်ရမည်၊ ဥပမာ signal quality၊ in-channel power၊ adjacent channel power စသည်တို့ဖြစ်သည်။ ဤအခြေခံအရ၊ ထုတ်လုပ်သူများသည် အခြေစိုက်စခန်း၏ output အဆုံးတွင် ထုတ်လွှင့်စက်၏ in-band အလုပ်လုပ်သည့်အခြေအနေများကို စောင့်ကြည့်ရန်နှင့် အချိန်မရွေး ထိန်းချုပ်ရေးစင်တာသို့ ပေးပို့ရန် narrowband (2110~2170MHz ကဲ့သို့) directional coupler တစ်ခုကို တပ်ဆင်မည်ဖြစ်သည်။
ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းရောင်စဉ်၏ ထိန်းညှိကိရိယာ - ပျော့ပျောင်းသော အခြေစိုက်စခန်းညွှန်ပြချက်များကို စမ်းသပ်ရန် ရေဒီယိုစောင့်ကြည့်ရေးစခန်းဖြစ်ပါက ၎င်း၏အာရုံစိုက်မှုသည် လုံးဝကွဲပြားပါသည်။ ရေဒီယိုစီမံခန့်ခွဲမှုသတ်မှတ်ချက်လိုအပ်ချက်များအရ စမ်းသပ်ကြိမ်နှုန်းအပိုင်းအခြားကို 9kHz ~ 12.75GHz အထိ တိုးချဲ့ထားပြီး စမ်းသပ်ထားသော အခြေစိုက်စခန်းသည် အလွန်ကျယ်ပြန့်ပါသည်။ ကြိမ်နှုန်းလှိုင်းတွင် မသမာသောရောင်ခြည်မည်မျှ ထွက်ပေါ်လာပြီး အခြားအခြေစိုက်စခန်းများ၏ ပုံမှန်လည်ပတ်မှုကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေမည်နည်း။ ရေဒီယိုစောင့်ကြည့်ရေးစခန်းများ၏ စိုးရိမ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ ယခုအချိန်တွင်၊ bandwidth တူညီသော directional coupler တစ်ခုသည် signal sampling အတွက် လိုအပ်သော်လည်း 9kHz ~ 12.75GHz ကို ဖုံးအုပ်နိုင်သော directional coupler တစ်ခု မရှိပါ။ directional coupler ၏ coupling arm ၏အရှည်သည် ၎င်း၏ဗဟိုကြိမ်နှုန်းနှင့် ဆက်စပ်နေကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့သိပါသည်။ ultra-wideband directional coupler ၏ bandwidth သည် 0.5-18GHz ကဲ့သို့သော 5-6 octave band များကို ရရှိနိုင်သော်လည်း 500MHz အောက်ရှိ frequency band ကို ဖုံးအုပ်၍မရပါ။

၄။ အွန်လိုင်းပါဝါတိုင်းတာခြင်း
through-type power measurement technology မှာ directional coupler ဟာ အလွန်အရေးကြီးတဲ့ device တစ်ခုဖြစ်ပါတယ်။ အောက်ပါပုံမှာ ပုံမှန် pass-through high-power measurement system ရဲ့ schematic diagram ကို ပြသထားပါတယ်။ Test အောက်မှာရှိတဲ့ amplifier ကနေ forward power ကို directional coupler ရဲ့ forward coupling end (terminal 3) ကနေ sample ယူပြီး power meter ကို ပို့ပါတယ်။ Reverse coupling terminal (terminal 4) ကနေ reflected power ကို sample ယူပြီး power meter ကို ပို့ပါတယ်။
မြင့်မားသောပါဝါတိုင်းတာမှုအတွက် directional coupler ကိုအသုံးပြုသည်။
သတိပြုရန်- ဝန်မှ ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပါဝါကို လက်ခံရရှိခြင်းအပြင်၊ ပြောင်းပြန်ချိတ်ဆက်ကိရိယာ (terminal 4) သည် ရှေ့သို့ ဦးတည်ရာ (terminal 1) မှ ယိုစိမ့်ပါဝါကိုလည်း လက်ခံရရှိပြီး ၎င်းသည် ဦးတည်ရာချိတ်ဆက်ကိရိယာ၏ ဦးတည်ချက်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ ရောင်ပြန်ဟပ်သော စွမ်းအင်ကို စမ်းသပ်သူက တိုင်းတာလိုပြီး ယိုစိမ့်ပါဝါသည် ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပါဝါတိုင်းတာမှုတွင် အမှားအယွင်းများ၏ အဓိကအရင်းအမြစ်ဖြစ်သည်။ ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပါဝါနှင့် ယိုစိမ့်ပါဝါကို ပြောင်းပြန်ချိတ်ဆက်ကိရိယာအဆုံး (အဆုံး ၄ ခု) တွင် ထပ်၍ ပါဝါမီတာသို့ ပေးပို့သည်။ အချက်ပြမှုနှစ်ခု၏ ထုတ်လွှင့်လမ်းကြောင်းများ မတူညီသောကြောင့် ၎င်းသည် ဗက်တာထပ်၍ ပေါ်လာသည်။ ပါဝါမီတာသို့ ယိုစိမ့်ပါဝါထည့်သွင်းမှုကို ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပါဝါနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်ပါက သိသာထင်ရှားသော တိုင်းတာမှုအမှားတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်စေလိမ့်မည်။
ဟုတ်ပါတယ်၊ ဝန် (အဆုံး ၂) မှ ရောင်ပြန်ဟပ်သော ပါဝါသည် ရှေ့သို့ ချိတ်ဆက်မှုအဆုံး (အထက်ပါပုံတွင် မပြထားသော အဆုံး ၁) သို့လည်း ယိုစိမ့်သွားပါလိမ့်မည်။ သို့တိုင်၊ ရှေ့သို့ ခွန်အားကို တိုင်းတာသည့် ရှေ့သို့ ပါဝါနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်း၏ ပမာဏမှာ အနည်းဆုံးဖြစ်သည်။ ရလဒ် အမှားကို လျစ်လျူရှုနိုင်ပါသည်။

တရုတ်နိုင်ငံ၏ “Silicon Valley” – Beijing Zhongguancun တွင်တည်ရှိသော Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. သည် ပြည်တွင်းနှင့် ပြည်ပသုတေသနအဖွဲ့အစည်းများ၊ သုတေသနဌာနများ၊ တက္ကသိုလ်များနှင့် စီးပွားရေးသိပ္ပံသုတေသနဝန်ထမ်းများကို ဝန်ဆောင်မှုပေးရန် ရည်ရွယ်သည့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာလုပ်ငန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ကုမ္ပဏီသည် အဓိကအားဖြင့် optoelectronic ထုတ်ကုန်များ၏ လွတ်လပ်သောသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၊ ဒီဇိုင်းရေးဆွဲခြင်း၊ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ ရောင်းချခြင်းတွင် ပါဝင်ဆောင်ရွက်ပြီး သိပ္ပံသုတေသီများနှင့် စက်မှုအင်ဂျင်နီယာများအတွက် ဆန်းသစ်သောဖြေရှင်းနည်းများနှင့် ပရော်ဖက်ရှင်နယ်၊ စိတ်ကြိုက်ဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးဆောင်သည်။ နှစ်ပေါင်းများစွာ လွတ်လပ်သောဆန်းသစ်တီထွင်မှုအပြီးတွင် ၎င်းသည် မြူနီစပယ်၊ စစ်ရေး၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား၊ ဘဏ္ဍာရေး၊ ပညာရေး၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည့် photoelectric ထုတ်ကုန်များ၏ ကြွယ်ဝပြီး ပြီးပြည့်စုံသော စီးရီးတစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းခဲ့သည်။

ကျွန်ုပ်တို့သည် သင်နှင့် ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။