Делители мощности

Характеристики устройств

У делителей мощности количество выходов варьируется от 2 до 16. Их компоновка называется конфигурацией. Входная мощность – рабочий показатель устройства. Изоляция порт-порт измеряется в дБ. Чем она выше, тем лучше.

Сигнал, потерянный при преобразовании в несколько сигналов, называется вносимыми потерями, измеряется в дБ. Устройства комплектуются следующими видами разъемов:

• SMA;
• N Type;
• K Type;
• BNC;
• TNC.

Баланс амплитуды – это показатель того, насколько равномерно распределяется мощность между выходами n-way делителя мощности. Фазовый баланс – мера дифференциального фазового сдвига между выходными сигналами делителя мощности.

Устройства работают и в обратном направлении, если входы объединяются в один выход. В этом случае выполняется векторное суммирование или вычитание на основе фаз и амплитуд. Диапазон рабочих температур устройств варьируется от -60º до +85º C. Согласно отраслевым стандартам, делители бывают защищенными и незащищенными. Защищенные устройства не подвергаются перенапряжениям природного характера.

Конструкция, функции резистивных делителей

Этот тип устройств отличается конструктивной простотой, высокой пропускной способностью. С его помощью поддерживается нужный импеданс или комплексное электрическое сопротивление в системе. Основа этих делителей – резисторы. Еще одна особенность их конструкции – отсутствие изоляции портов. Это критично для систем связи, для которых характерны перекрестные помехи. Классическая схема – объединение трех резисторов в одну сеть.

У резистивных делителей нет выделенного входа, поэтому сигнал, подаваемый на любой порт, будет равномерно распределяться на выходе. Такая особенность делает эти устройства удобными для подключения нескольких приемников, а также:

• трансиверов;
• передатчиков;
• измерительного оборудования.

Конструктивная простота резистивных делителей делает их меньше. Высокие пропускные возможности обеспечиваются отсутствием зависимых от частоты компонентов. Но резисторы, используемые в качестве делителей, поглощают мощность. Относительно высокие ее потери делают их непригодными для использования в некоторых системах.

Резистивные делители создают выходное сопротивление, которое отличается от импеданса системы. Это используется в различных типах измерительных систем. Например, простой резистивный делитель часто подключаются к сетевым анализаторам, в которых сигнал делится поровну между тестируемой сетью и эталонным каналом. Они также могут быть использованы для калибровки датчиков мощности и других приборов.

Реактивные делители

Реактивные делители мощности асимметричны. Это четвертьволновые линии передачи, используемые для равномерного разделения входного сигнала на несколько выходных портов. У устройств следующие преимущества:

• низкие потери;
• высокая надежность из-за отсутствия резисторов;
• выдерживают высокие уровни радиочастотной мощности;
• изоляция портов на уровне 20 дБ.

Реактивные делители используются в антенных решетках, производятся с использованием волноводов, микрополос, трансформаторов. Применение воздушного диэлектрика снижает входное сопротивление с 50 Ом до 25 Ом путем изменения отношения внутренних и внешних проводников.

Гибридные делители

Отличаются более высокой производительностью, чем резистивные аналоги. Их основа – трансформаторы. Это делает устройства сложными в производстве, повышает их себестоимость. Гибридные модели могут создавать проблемы с импедансом.

Делитель мощности Вилкинсона

Устройство разработано для решения проблемы изоляции, которая присуща Т-образным делителям. В них энергия, отраженная от порта 2, входит в порт 3 , что снижает изоляцию. В основе разработки Вилкинсона лежит использование четвертьволновых трансформаторов для разделения входного сигнала.

Размещение резистора между выходными портами снизило потери, улучшило изоляцию. При этом потери не устраняются. Плюс разработки Вилкинсона – конструктивная простота, которая делает цену доступной. Устройства этого типа производятся на основе печатных компонентов, а также с использованием комковидных индукторов и конденсаторов.

Изначально конфигурация делителей Вилкинсона включала 2 выхода из-за ограничений пропускной способности. Но развитие технологий позволило увеличить их количество. Общие коэффициенты деления имеют отношение от 2 до 8, хотя могут быть реализованы и другие варианты, такие как 5- и 10-сторонние. Но классическая конфигурация остается востребованной, широко используется.

Выпускаются делители Вилкинсона с неравными коэффициентами разделения. Они используются на некоторых типах приемников, антеннах, состоят из двух сегментов четверти волны с различными показателями электрического сопротивления, которые реализуют желаемое деление мощности.

Как выбирать делитель мощности

При выборе устройства необходимо знать технические, конструктивные особенности делителей, учитывать тип системы, в которой они используются. Обращайте внимание на потерю мощности, а также:

• Амплитудный баланс (измеряется в дБ). Это разница между входным и выходным сигналом.
• Фазовый баланс (измеряется в градусах).
• Изоляцию (измеряется в дБ). Это параметр, который позволяет оценить «перекрёстные помехи» между различными выходами.
• Внутреннее рассеивание мощности или номинальная мощность.

Если конфигурация системы позволяет отключать выходы, то мощность сбрасывается через разъемы. Но тут нужно быть осторожным. Чтобы правильно подобрать делитель мощности, воспользуйтесь опытом специалистов. Это избавит от проблем при эксплуатации сетей, оборудования.

Еще один важный момент – эксплуатационная надежность устройства. Рекомендуется выбирать разделители, выдерживающие от 5 тыс. циклов подключения, отключения. Также важно сохранение характеристик при интенсивной эксплуатации устройств. Соответствие межгосударственным стандартам – гарантия надежности устройств разных типов.

Правила эксплуатации

Выполнение правил эксплуатации продлят срок использования устройств. Они содержатся в документации производителя, в отраслевых стандартах. Уровень влажности в помещении не должен превышать 95%.

Допускается периодическое образование конденсата из-за перепада температур. Чтобы избежать образования коррозии, нужно использовать оборудование, устойчивое к воздействию влаги. При высоком уровне влажности рекомендуется использовать осушители или устанавливать специальную защиту (корпуса с разными классами IP).

Ветровое давление не должно превышать 700 Па или скорость потока воздуха не должна быть больше 34 метров в секунду. Рекомендуется защитить устройства от прямого воздействия солнечных лучей.