Wilkinson Power divider Splitter Combiner

Wilkinson Power divider Splitter Combiner

- Pangkalahatang-ideya at mga mahahalaga ng Wilkinson divider splitter combiner - kung paano ito gumagana, mga pamantayan sa disenyo, at mga formula.

Ang Wilkinson divider splitter / combiner Wilkinson ay isang anyo ng power splitter / combiner kapangyarihan na ay madalas na ginagamit sa mga aplikasyon ng microwave. Gumagamit ito ng quarter wave mga transformer, na kung saan ay madaling gawa-gawa bilang mga linya quarter wave sa naka-print na circuit boards at bilang isang resulta ito ay nag-aalok ang posibilidad ng nagpapatunay ng isang napaka murang at simpleng splitter / divider / combiner habang nagbibigay pa rin mataas na antas ng pagganap. Habang ang mga naka-print na transmisyon linya diskarte circuit board ay malawak na ginamit para sa Wilkinson divider / splitter combiner, posible rin na gumamit ng iba pang mga paraan ng transmisyon linya (eg may panlahat na ehe cable) o lumped elemento circuit (inductors at capacitors).

Ang Wilkinson kapangyarihan divider o Wilkinson splitter dahil ito ay kilala rin tumatagal ang pangalan nito mula sa Ernest Wilkinson, ang electronics engineer na una binuo ito sa 1960s. Wilkinson-publish na ang kanyang mga ideya sa pagkagalit trans. sa Microwave Teorya at Diskarte, noong Enero 1960 sa ilalim ng pamagat: "Ang isang N-way Power divider."

Maaari itong nakita mula sa pamagat ng papel na ang ideya para sa kung ano ay kilala na ngayon bilang Wilkinson kapangyarihan splitter ay para sa isang maramihang mga aparato port, kahit na ang pinaka-karaniwang pagpapatupad nakikita sa pagsasanay mga araw na ito ay para sa isang dalawang paraan divider.


Wilkinson kapangyarihan divider splitter combiner kalamangan at disadvantages

Upang matukoy kung gumamit ng Wilkinson kapangyarihan divider splitter / combiner Wilkinson, ito ay kinakailangan upang pabigatin ang kalamangan at disadvantages ng paggamit ng mga ito.

Bentahe:

-Simplicity: Ang Wilkinson divider / splitter / combiner ay partikular na simple at madaling mapagtanto gamit ang mga naka-print na sangkap sa isang naka-print na circuit board. Posible ring gumamit ng mga lumped inductor at capacitor na elemento, ngunit kumplikado nito ang pangkalahatang disenyo.

-Cost: Kapag ang Wilkinson power divider ay napagtanto gamit ang mga naka-print na elemento ng circuit board, ang gastos ay napakababa - posibleng ang pagtaas lamang sa itaas ng solong risistor na ginamit na mga resulta mula sa isang pagtaas sa lugar ng board na ginamit bilang isang resulta ng mga naka-print na elemento. Gayunpaman upang mabawasan ang pagkalugi, maaaring kailanganing magamit ang isang mababang pagkawala ng PCB substrate at tataasan nito ang gastos.

-Loss: Kung ginamit ang mga perpektong bahagi, ang Wilkinson splitter divider ay hindi magpapakilala ng anumang karagdagang pagkawala sa itaas na nagmumula sa paghahati ng lakas sa pagitan ng iba't ibang mga port. Bilang karagdagan dito, ang totoong mga sangkap na ginamit para sa Wilkinson splitter ay maaaring napakababang pagkawala, lalo na kapag ang mga linya ng paghahatid ng PCB ay ginagamit kasama ang mababang pagkawala ng PCB substrate na materyal.

-isolasyon: Ang Wilkinson divider / combiner ay nagbibigay ng isang mataas na antas ng paghihiwalay sa pagitan ng mga "output" port.

Disadvantages:
-Frequency na tugon: Tulad ng Wilkinson splitter ay batay sa paligid ng paggamit ng mga linya ng paghahatid ng quarter na alon, mayroon itong isang limitadong bandwidth, bagaman mayroong ilang mga magagamit na mga splitter ng Wilkinson na nag-aalok ng makatwirang malawak na mga bandwidth.


2 paraan pangunahing kaalaman sa Wilkinson kapangyarihan divider
Kahit na ang kapangyarihan divider konsepto Wilkinson ay maaaring gamitin para sa isang N-way na sistema, ito ay pinakamadaling upang makita kung paano ito ay nagpapatakbo bilang isang dalawang paraan ng system, at sa ibang pagkakataon palawakin ito upang makita kung gaano ang Wilkinson kapangyarihan splitter maaaring magamit bilang isang n-way aparato.
Ang Wilkinson kapangyarihan divider / Wilkinson combiner ay gumagamit ng isang-kapat wave mga transformer upang hatiin ang signal input upang magbigay ng dalawang mga signal output na nasa phase sa isa't isa.

Ang isang dalawang paraan Wilkinson power splitter / divider at Wilkinson combiner

Ang risistor sa pagitan ng dalawang output port ay nagbibigay-daan sa dalawang output upang tumugma habang nagbibigay din paghihiwalay. Risistor ay hindi mapawi ang anumang kapangyarihan, at bilang isang resulta ang Wilkinson kapangyarihan divider maaari theoretically maging lossless. Sa kasanayan mayroong ilang mga pagkalugi, ngunit ang mga ito ay karaniwang mababa.

Ang mga halaga sa loob ng dalawang paraan Wilkinson divider / combiner maaaring kalkulahin:

R = 2 x Zo

Zmatch = SQRT 2 x Zo

       = 1.414 x Zo

Saan:
R = ang halaga ng pagwawakas risistor konektado sa pagitan ng dalawang port
Zo = ang katangian impedance ng pangkalahatang sistema

Zmatch = ang impedance ng quarter wave mga transformer sa mga binti ng kapangyarihan divider combiner.

Upang makita kung paano gumagana ang Wilkinson divider, isaalang-alang ang isang signal ng pagpasok ng kaliwang port, port 1 sa diagram sa itaas. Naabot ng signal Ang mga pisikal na split at pass sa parehong output, port ng dalawa at tatlong ng Wilkinson divider. Bilang ang dalawang binti ng splitter / divider ay magkakahawig, ang mga signal na lumilitaw sa output ay magkakaroon ng parehong yugto. Nangangahulugan ito na ang port 2 at 3 ay dapat na nasa parehong potensyal na at walang kasalukuyang ay dumaloy sa risistor.

Bilang ang kapangyarihan ay nahati, ito ay kinakailangan upang matiyak na ang impedances sa loob ng Wilkinson divider ay pinananatili. Upang makamit ito, ang dalawang output port ay dapat bawat lilitaw bilang isang impedance ng 2 x Zo - ang dalawang output port ng 2 Zo kahanay Ipakikita ng isang pangkalahatang impedance ng Zo. Ang impedance pagbabagong-anyo ay nakamit sa pamamagitan ng paglalagay isang-kapat wave transmisyon linya sa pagitan ng mga bituin point at ang output - ang transmisyon linya ay may impedance ng 1.414 x Zo. Sa ganitong paraan, ang impedance sa loob ng system ang ay pinananatili.

Ang Wilkinson divider ay isang perpektong paraan ng splitter / divider para sa maraming mga RF application. Ito ay nagbibigay ng mababang antas ng pagkawala at nagpapanatili ng isang mataas na antas ng paghihiwalay sa pagitan ng output port. Isang karagdagang kalamangan ay na maaari madalas itong gawin napaka mura kapag ginamit sa microwave frequency dahil ang mga elemento ng transmisyon linya ay maaaring naka-print sa circuit board. Ibig sabihin nito na ang tanging bahagi kinakailangan para sa Wilkinson divider ay isang risistor.

Mag-iwan ng mensahe 

Listahan ng Mensahe