Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusionesAcoplador direccional y Lange Eduardo Moctezuma Pascual Instituto Nacional de Astrofı́sica, Óptica y Electrónica 22 de junio de 2017 Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Contenido Introducción ¿Qué es un acoplador? Acoplador direccional Vista general del acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Descripción Acoplador Lange Vista general del Lange conclusiones Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones ¿Qué es un acoplador direccional? Los acopladores direccionales son circuitos de cuatro puertos donde un puerto está aislado del puerto de entrada. • Son de los componentes más importantes en sistemas de comunicación óptica y en circuitos de microondas. • La tecnologı́a de los acopladores direccionales, permite superar los principales inconveniente de desacople en tecnologı́as planares. .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones • Los acopladores direccionales son redes recı́procas pasivas. • El acoplamiento se produce en λ4 (o múltiplos) del dispositivo. • El circuito es (idealmente) sin pérdidas. .a través”(Through) donde la mayorı́a de la señal incidente sale. • Un puerto es considerado como el puerto .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones ¿Qué quiere decir ”direccional” ? • Un puerto considerado como la entrada (Input). • Un puerto considerado como el puerto .aislado”(Isolated).donde una fracción fija de la señal de entrada aparece(dB). que suele terminar en una carga acoplada interna o externamente pareciendo un dispositivo de tres terminales .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones ¿Qué quiere decir ”direccional” ? • Un puerto considerado como el puerto .acoplado”(Coupled) . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones En resumen un Acoplador direccional Dispositivo que permite detectar y separar las ondas incidentes y reflejadas presentes en una lı́nea de transmisión. . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Acoplador fı́sico Figura: Acoplador direccional fı́sico . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Los puertos 1 y 2 se conocen como ”lı́nea principal” Figura: Estructura interna . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Figura: Sı́mbolo . . • Integración directa.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Ventajas competitivas • Minimización del uso de componentes de montaje superficial. • Mejora de la fiabilidad de los equipos. • Reducción de coste y tiempo de montaje. • Moduladores. receptores. • Redes de alimentación de arrays de antena. • Amplificadores y mezcladores balanceados. .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Usos y aplicaciones • Monitorización de potencia. .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones acoplador interior y exterior Los acopladores direccionales se utilizan para redistribuir señales. para proporcionar puntos de prueba (test point). Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones acoplador interior y exterior Figura: Vista de acoplador interno y otro externo . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones generalidades de acoplador El acoplador direccional entregará una salida atenuada en 0.5 dB de inserción. En la práctica. presentará no menos de 1. .46 dB (Inserción) y la otra atenuada 10 dB (Atenuación -Tap ). un acoplador direccional que presenta 10 dB en el tap. reflejada y transmitida. (Reflectometro) .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Ejemplo de uso del Acoplador Direccional Para la medición con un analizador de redes es fundamental separar las señales incidente. Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Ejemplo de uso del Acoplador Direccional Figura: Medicion de S22 con VNA . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Perdidas por inserción En un acoplador direccional ideal. las pérdidas de la lı́nea principal desde el puerto 1 al puerto 2 (P1 ? P2) debido a la potencia acoplada al puerto de salida son: Pérdida por Inserción = Loss = 10 ∗ log(1 − ( PP 31 ))dB . pérdidas del conductor y pérdidas por ROE.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Perdidas por inserción Las pérdidas son una combinación de pérdidas de acoplamiento. . pérdidas dieléctricas. Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Parámetros que determinan a un acoplador • Acoplamiento • Frecuencia • Pérdidas • Aislamiento • Directividad . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Aislamiento El aislamiento de un acoplador direccional puede ser definido como la diferencia en niveles de señal en dB. estando los otros dos puertos conectados a cargas acopladas. f actor de aislamiento=−10 ∗ log( PP 41 ) . entre el puerto de entrada (P 1 ) y el puerto aislado (P 4 ) . no es medible directamente. y es calculada a partir de la diferencia entre las medidas de aislamiento. acoplamiento y pérdidas: Directividad (dB) = Aislamiento−Acoplamiento − Pérdidas .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Directividad La directividad deberı́a ser lo más alta posible. Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Figura: Prototipo de acoplador direccional . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Algunos modelos de acoplador direccional . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Cuadratura Acoplador direccional de 3 dB con salida desfasada 900 Figura: acoplador en cuadratura . amplio ancho de banda.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange El Lange es el acoplador de cuadratura es mejorado con. Figura: acoplador en cuadratura . diseño compacto y elementos de CAD. baja pérdida. • La anchura combinada de las tiras es comparable a la anchura de una lı́nea Z0 (50Ω) sobre el sustrato.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange • La longitud fı́sica de un acoplador de Lange es aproximadamente un cuarto de longitud de onda en la frecuencia central. . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange Figura: dimensiones . • Puerto a través. los tres puertos de salida se pueden denotar • Puerto aislado. Con ángulo de transmisión de -90 grados en comparación con el puerto ”through”. • Puerto Acoplado.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange Para una entrada dada en un acoplador de Lange (u otros tipos de acopladores de cuadratura). . • Langes operar no superior a 25 GHz. .Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange • Los acopladores de Lange se han utilizado en UHF. Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange Figura: Lange fı́sico . Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones Lange Figura: Parámetros a tomar en cuenta . . • La implementación de estos dispositivos es relativamente barata.Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones conclusiones • Por lo encontrado en la literatura y en la red el acoplador direccional tiene mucho más ventaja comercial. ofrece muchas beneficios y aplicaciones. Introducción Acoplador direccional Lo que hay que tener en cuenta del Ad Acoplador Lange conclusiones . ...