دشاتمک کپلر کے کام کرنے والے اصول

مائیکرو ویو پیمائش اور دیگر مائیکرو ویو سسٹمز میں ڈائریکشنل کپلر معیاری مائیکرو ویو/ملی میٹر لہر کے اجزاء ہیں۔ان کو سگنل آئسولیشن، علیحدگی اور اختلاط کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ پاور مانیٹرنگ، سورس آؤٹ پٹ پاور سٹیبلائزیشن، سگنل سورس آئسولیشن، ٹرانسمیشن اور ریفلیکشن فریکوئنسی سویپنگ ٹیسٹ وغیرہ۔ یہ ایک سمتاتی مائکروویو پاور ڈیوائیڈر ہے، اور یہ ایک ناگزیر جزو ہے۔ جدید سویپٹ فریکوئنسی ریفلوکومیٹر میں۔عام طور پر، اس کی کئی اقسام ہیں، جیسے ویو گائیڈ، کواکسیئل لائن، سٹرپ لائن، اور مائیکرو اسٹریپ۔

شکل 1 ساخت کا ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے۔اس میں بنیادی طور پر دو حصے شامل ہیں، مین لائن اور معاون لائن، جو چھوٹے سوراخوں، سلٹوں اور خلا کی مختلف شکلوں کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں۔لہذا، مین لائن کے آخر میں "1″ سے پاور ان پٹ کا کچھ حصہ سیکنڈری لائن کے ساتھ جوڑا جائے گا۔لہروں کی مداخلت یا سپرپوزیشن کی وجہ سے، پاور صرف سیکنڈری لائن کے ساتھ ہی منتقل کی جائے گی- ایک سمت (جسے "آگے" کہا جاتا ہے)، اور دوسری ایک ترتیب میں تقریباً کوئی پاور ٹرانسمیشن نہیں ہے (جسے "ریورس" کہا جاتا ہے)

شکل 2 ایک کراس ڈائریکشنل کپلر ہے، کپلر کی بندرگاہوں میں سے ایک بلٹ ان میچنگ لوڈ سے منسلک ہے۔

دشاتمک کپلر کی درخواست

1، طاقت کی ترکیب کے نظام کے لئے
ایک 3dB دشاتمک کپلر (عام طور پر 3dB برج کے نام سے جانا جاتا ہے) عام طور پر ملٹی کیریئر فریکوئنسی ترکیب کے نظام میں استعمال ہوتا ہے، جیسا کہ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔اس قسم کا سرکٹ اندرونی تقسیم شدہ نظاموں میں عام ہے۔دو پاور ایمپلیفائرز سے سگنل f1 اور f2 کے 3dB ڈائریکشنل کپلر سے گزرنے کے بعد، ہر چینل کے آؤٹ پٹ میں دو فریکوئنسی اجزاء f1 اور f2 ہوتے ہیں، اور 3dB ہر فریکوئنسی جزو کے طول و عرض کو کم کرتا ہے۔اگر آؤٹ پٹ ٹرمینلز میں سے ایک جذب کرنے والے بوجھ سے جڑا ہوا ہے، تو دوسرے آؤٹ پٹ کو غیر فعال انٹرموڈولیشن پیمائش کے نظام کے پاور سورس کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔اگر آپ کو تنہائی کو مزید بہتر کرنے کی ضرورت ہے، تو آپ کچھ اجزاء جیسے فلٹر اور الگ تھلگ شامل کر سکتے ہیں۔اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ 3dB پل کی تنہائی 33dB سے زیادہ ہو سکتی ہے۔
 
دشاتمک کپلر پاور کمبائننگ سسٹم ون میں استعمال ہوتا ہے۔
طاقت کے امتزاج کے ایک اور اطلاق کے طور پر دشاتمک گلی کا علاقہ نیچے تصویر (a) میں دکھایا گیا ہے۔اس سرکٹ میں، دشاتمک کپلر کی ڈائریکٹی کو چالاکی سے لاگو کیا گیا ہے۔یہ فرض کرتے ہوئے کہ دونوں کپلرز کی کپلنگ ڈگری دونوں 10dB ہیں اور ڈائرکٹیوٹی دونوں 25dB ہیں، f1 اور f2 سروں کے درمیان تنہائی 45dB ہے۔اگر f1 اور f2 کے ان پٹ دونوں 0dBm ہیں، تو مشترکہ آؤٹ پٹ دونوں -10dBm ہے۔ذیل کے اعداد و شمار (b) میں ولکنسن کپلر کے مقابلے میں (اس کی مخصوص تنہائی کی قیمت 20dB ہے)، OdBm کا وہی ان پٹ سگنل، ترکیب کے بعد، -3dBm ہے (اندریشن نقصان پر غور کیے بغیر)۔بین نمونہ کی حالت کے مقابلے میں، ہم فگر (a) میں ان پٹ سگنل کو 7dB تک بڑھاتے ہیں تاکہ اس کی آؤٹ پٹ فگر (b) کے مطابق ہو۔اس وقت، شکل (a) میں f1 اور f2 کے درمیان تنہائی "کم ہوتی ہے" "38 dB ہے۔حتمی موازنہ کا نتیجہ یہ ہے کہ دشاتمک کپلر کی طاقت کی ترکیب کا طریقہ ولکنسن کپلر سے 18dB زیادہ ہے۔یہ سکیم دس امپلیفائر کی انٹرموڈولیشن پیمائش کے لیے موزوں ہے۔

ایک دشاتمک کپلر پاور کمبائننگ سسٹم 2 میں استعمال ہوتا ہے۔

2، رسیور مخالف مداخلت کی پیمائش یا جعلی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے
RF ٹیسٹ اور پیمائش کے نظام میں، نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا سرکٹ اکثر دیکھا جا سکتا ہے۔فرض کریں کہ DUT (آلہ یا سامان زیر امتحان) ایک وصول کنندہ ہے۔اس صورت میں، ایک ملحقہ چینل مداخلت سگنل کو دشاتمک کپلر کے کپلنگ اینڈ کے ذریعے رسیور میں داخل کیا جا سکتا ہے۔پھر ڈائریکشنل کپلر کے ذریعے ان سے منسلک ایک مربوط ٹیسٹر وصول کنندہ کی مزاحمت کی جانچ کر سکتا ہے - ہزار مداخلت کی کارکردگی۔اگر DUT ایک سیلولر فون ہے، تو فون کے ٹرانسمیٹر کو ڈائریکشنل کپلر کے کپلنگ اینڈ سے منسلک ایک جامع ٹیسٹر کے ذریعے آن کیا جا سکتا ہے۔اس کے بعد ایک سپیکٹرم تجزیہ کار کو سین فون کے جعلی آؤٹ پٹ کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔یقینا، کچھ فلٹر سرکٹس کو سپیکٹرم تجزیہ کرنے سے پہلے شامل کیا جانا چاہئے.چونکہ یہ مثال صرف دشاتمک کپلرز کے اطلاق پر بحث کرتی ہے، اس لیے فلٹر سرکٹ کو چھوڑ دیا گیا ہے۔

ڈائریکشنل کپلر ریسیور یا سیلولر فون کی جعلی اونچائی کی مداخلت مخالف پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
اس ٹیسٹ سرکٹ میں، دشاتمک کپلر کی directivity بہت اہم ہے.تھرو اینڈ سے منسلک سپیکٹرم تجزیہ کار صرف DUT سے سگنل وصول کرنا چاہتا ہے اور کپلنگ اینڈ سے پاس ورڈ وصول نہیں کرنا چاہتا ہے۔

3، سگنل کے نمونے لینے اور نگرانی کے لیے
ٹرانسمیٹر آن لائن پیمائش اور نگرانی دشاتمک کپلر کی سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ایپلی کیشنز میں سے ایک ہو سکتی ہے۔مندرجہ ذیل اعداد و شمار سیلولر بیس اسٹیشن کی پیمائش کے لیے دشاتمک کپلرز کا ایک عام استعمال ہے۔فرض کریں کہ ٹرانسمیٹر کی آؤٹ پٹ پاور 43dBm (20W) ہے، دشاتمک کپلر کا جوڑا۔صلاحیت 30dB ہے، اندراج نقصان (لائن نقصان پلس کپلنگ نقصان) 0.15dB ہے۔کپلنگ اینڈ میں 13dBm (20mW) سگنل ہے جو بیس اسٹیشن ٹیسٹر کو بھیجا جاتا ہے، ڈائریکشنل کپلر کا ڈائریکٹ آؤٹ پٹ 42.85dBm (19.3W) ہے، اور رساو ہے الگ تھلگ سائیڈ کی پاور بوجھ کے ذریعے جذب ہو جاتی ہے۔

دشاتمک کپلر بیس اسٹیشن کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
تقریباً تمام ٹرانسمیٹر آن لائن نمونے لینے اور مانیٹرنگ کے لیے اس طریقے کو استعمال کرتے ہیں، اور شاید صرف یہی طریقہ عام کام کے حالات میں ٹرانسمیٹر کی کارکردگی کی جانچ کی ضمانت دے سکتا ہے۔لیکن یہ واضح رہے کہ ٹرانسمیٹر ٹیسٹ ایک ہی ہے، اور مختلف ٹیسٹرز کے مختلف خدشات ہیں۔مثال کے طور پر WCDMA بیس سٹیشنوں کو لے کر، آپریٹرز کو اپنے ورکنگ فریکوئنسی بینڈ (2110~2170MHz) میں اشارے پر توجہ دینی چاہیے، جیسے سگنل کوالٹی، ان چینل پاور، ملحقہ چینل پاور، وغیرہ۔ اس بنیاد کے تحت، مینوفیکچررز انسٹال کریں گے۔ بیس اسٹیشن کا آؤٹ پٹ اینڈ ایک تنگ بینڈ (جیسے 2110~2170MHz) ڈائریکشنل کپلر ٹرانسمیٹر کے ان بینڈ کام کرنے کے حالات پر نظر رکھنے اور اسے کسی بھی وقت کنٹرول سینٹر کو بھیجنے کے لیے۔
اگر یہ ریڈیو فریکوئنسی سپیکٹرم کا ریگولیٹر ہے - نرم بیس اسٹیشن اشارے کو جانچنے کے لیے ریڈیو مانیٹرنگ اسٹیشن، تو اس کا فوکس بالکل مختلف ہے۔ریڈیو مینجمنٹ کی تفصیلات کے تقاضوں کے مطابق، ٹیسٹ فریکوئنسی رینج 9kHz~12.75GHz تک بڑھا دی گئی ہے، اور ٹیسٹ شدہ بیس اسٹیشن اتنا وسیع ہے۔فریکوئنسی بینڈ میں کتنی جعلی تابکاری پیدا ہوگی اور دوسرے بیس اسٹیشنوں کے باقاعدہ آپریشن میں مداخلت کرے گی؟ریڈیو مانیٹرنگ اسٹیشنوں کی تشویش۔اس وقت، سگنل کے نمونے لینے کے لیے ایک ہی بینڈوتھ کے ساتھ ایک دشاتمک کپلر کی ضرورت ہے، لیکن ایک دشاتمک کپلر جو 9kHz ~ 12.75GHz کا احاطہ کر سکتا ہے موجود نہیں لگتا ہے۔ہم جانتے ہیں کہ دشاتمک کپلر کے جوڑنے والے بازو کی لمبائی اس کے مرکز کی تعدد سے متعلق ہے۔الٹرا وائیڈ بینڈ ڈائریکشنل کپلر کی بینڈوتھ 5-6 آکٹیو بینڈ حاصل کرسکتی ہے، جیسے کہ 0.5-18GHz، لیکن 500MHz سے کم فریکوئنسی بینڈ کا احاطہ نہیں کیا جاسکتا۔

4، آن لائن طاقت کی پیمائش
تھرو ٹائپ پاور پیمائش ٹیکنالوجی میں، ڈائریکشنل کپلر ایک بہت اہم ڈیوائس ہے۔مندرجہ ذیل اعداد و شمار ایک عام پاس تھرو ہائی پاور پیمائش کے نظام کا اسکیمیٹک خاکہ دکھاتا ہے۔ٹیسٹ کے تحت ایمپلیفائر سے فارورڈ پاور کا نمونہ ڈائریکشنل کپلر کے فارورڈ کپلنگ اینڈ (ٹرمینل 3) سے لیا جاتا ہے اور پاور میٹر کو بھیجا جاتا ہے۔عکاسی شدہ طاقت کا نمونہ ریورس کپلنگ ٹرمینل (ٹرمینل 4) سے لیا جاتا ہے اور پاور میٹر کو بھیجا جاتا ہے۔
ایک دشاتمک کپلر اعلی طاقت کی پیمائش کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.
براہ کرم نوٹ کریں: بوجھ سے منعکس ہونے والی طاقت حاصل کرنے کے علاوہ، ریورس کپلنگ ٹرمینل (ٹرمینل 4) کو آگے کی سمت (ٹرمینل 1) سے رساو کی طاقت بھی حاصل ہوتی ہے، جو دشاتمک کپلر کی ہدایت کی وجہ سے ہوتی ہے۔منعکس شدہ توانائی وہی ہے جس کی جانچ کرنے والا جانچنے کی امید کرتا ہے، اور لیکیج پاور عکاسی شدہ طاقت کی پیمائش میں غلطیوں کا بنیادی ذریعہ ہے۔عکاسی شدہ طاقت اور رساو کی طاقت کو ریورس کپلنگ اینڈ (4 سرے) پر سپرمپوز کیا جاتا ہے اور پھر پاور میٹر کو بھیجا جاتا ہے۔چونکہ دونوں سگنلز کی ترسیل کے راستے مختلف ہیں، یہ ایک ویکٹر سپرپوزیشن ہے۔اگر پاور میٹر میں لیکیج پاور ان پٹ کا عکاسی طاقت کے ساتھ موازنہ کیا جاسکتا ہے، تو یہ ایک اہم پیمائش کی خرابی پیدا کرے گا۔
بلاشبہ، لوڈ (اختتام 2) سے منعکس ہونے والی طاقت بھی آگے کے کپلنگ اینڈ تک لیک ہو جائے گی (اختتام 1، اوپر کی تصویر میں نہیں دکھایا گیا)۔پھر بھی، اس کی وسعت فارورڈ پاور کے مقابلے میں کم سے کم ہے، جو آگے کی طاقت کی پیمائش کرتی ہے۔نتیجے میں ہونے والی غلطی کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔

بیجنگ Rofea Optoelectronics Co., Ltd. چین کی "Silicon Valley" میں واقع - بیجنگ Zhongguancun، ایک ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے جو ملکی اور غیر ملکی تحقیقی اداروں، تحقیقی اداروں، یونیورسٹیوں اور انٹرپرائز سائنسی تحقیقی عملے کی خدمت کے لیے وقف ہے۔ہماری کمپنی بنیادی طور پر آزاد تحقیق اور ترقی، ڈیزائن، مینوفیکچرنگ، آپٹو الیکٹرانک مصنوعات کی فروخت میں مصروف ہے، اور سائنسی محققین اور صنعتی انجینئرز کے لیے جدید حل اور پیشہ ورانہ، ذاتی خدمات فراہم کرتی ہے۔سالوں کی آزاد جدت کے بعد، اس نے فوٹو الیکٹرک مصنوعات کی ایک بھرپور اور بہترین سیریز بنائی ہے، جو میونسپل، ملٹری، ٹرانسپورٹیشن، الیکٹرک پاور، فنانس، تعلیم، طبی اور دیگر صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔

ہم آپ کے ساتھ تعاون کے منتظر ہیں!