2. Que son lo acopladores
direccionales?
El acoplador direccional es un componente pasivo de radiofrecuencia
con cuatro puertos definidos como:
• Puerto de entrada (P1): Puerto por dónde se inyecta la señal de
entrada.
• Puerto de salida (P2): Puerto por el que se extrae la señal de salida.
• Puerto acoplado: (P3): Puerta acoplada, por donde obtenemos una
muestra de la señal de entrada.
• Puerto aislado (P4): Puerto que debe estar cargado con la
impedancia característica del acoplador (generalmente 50 Ω).
3. FUNCIÓN BÁSICA
La función básica del acoplador direccional consiste en obtener
permanentemente una muestra de la señal de entrada, y por lo tanto
de la señal de salida, pero con una potencia mucho menor. Esta
potencia estará directamente relacionada con el valor del
acoplamiento.
Se utiliza también como un elemento fundamental para realizar
medidas indirectas de grandes potencias, a través del puerto
acoplado.
4. PARA QUE SE UTILIZAN
Los acopladores direccionales se utilizan para redistribuir señales,
para proporcionar puntos de prueba (test point), para combinar
señales, etc., incluso pueden formar parte de un amplificador.
5. PARÁMETROS BÁSICOS DEL
ACOPLADOR DIRECCIONAL
Además del conjunto de parámetros que definen a cualquier tipo de
sistema de radiofrecuencia, los parámetros característicos de un
acoplador direccional son:
Acoplamiento (C): Es el parámetro que caracteriza al acoplador
direccional y se define como la relación entre la potencia que se
inyecta en el puerto de entrada (P1) y la potencia que aparece en el
puerto acoplado (P3), cuando los puertos P2 y P4 se encuentran
cargados con su impedancia característica.
C (dB)= - 10 log (P1/P3)
6. Frecuencia de trabajo: Como la gran mayoría de dispositivos de
radiofrecuencia, las características del dispositivo se mantienen solo
en una determinada banda de frecuencias. Se expresan en general
de la siguiente forma:
Por ejemplo “Acoplamiento nominal: 10 ± 0.5 dB”
Aislamiento (I): Es la relación entre las potencias entre el puerto de
salida (P2) y el puerto acoplado (P3), cuando se inyecta señal por
P2 y se mantienen cargados P1 y P4 con su impedancia
característica. El aislamiento nos dará una idea de la fracción de
potencia reflejada que aparecería en el puerto acoplado.
7. Directividad (D): Es la capacidad del acoplador para transferir
potencia desde su puerto de entrada hasta el puerto acoplado y de
rechazar la potencia que pueda venir del puerto de salida debido a
las reflexiones. cuanto mayor sea la directividad en valor absoluto,
mejor se puede considerar el acoplador.
La directividad puede calcularse como la diferencia entre los valores
absolutos del aislamiento y el acoplamiento; es decir,
D = ǁ I ǁ - ǁ C ǁ (dB)
8. Pérdidas de Inserción: Las pérdidas de inserción, son las pérdidas
que se producen en el camino entre el puerto de entrada y el puerto
de salida. Estas perdidas están exclusivamente ligadas al medio de
transmisión que une los dos puertos.
Pérdidas por Acoplamiento: Son las pérdidas que se producen en
el puerto de salida, debido al acoplamiento. Lógicamente, cuanta
mas señal se transfiere al puerto acoplado, mayores serán las
perdidas por acoplamiento
11. DUPLEXORES Y DIPLEXORES
Son filtros eléctricos sencillos, que permiten en un
mismo tiempo transmitir y recibir señales por una
misma antena, a demás de rechazar las señales no
deseadas.
La cabecera está funcionando en una banda
frecuencial que incluye la banda de transmisión Tx
y la de recepción Rx.
13. DISEÑO DE UN DUPLEXOR
Funciones de las cavidades
1- debe pasar la señal
deseada
2- debe detener o
atenuar lo más posible la
señal indeseada
http://www.bandasaltas.com.ar/files/Ajuste%20Duplexores.pdf
14. Análisis del sistema transmisor
Tx
Frecuencia de sintonización:
145.37 MHz
Rx
Frecuencia de sintonización:
144.77 MHz
http://www.bandasaltas.com.ar/files/Ajuste%20Duplexores.pdf
15. FUNCIONAMIENTO
Un circuito sintonizado es el pasabanda y el otro es para la
parte del rechazo.
Dos cavidades son usadas en serie simplemente para
obtener mayor aislación entre el transmisor y el receptor.
http://www.bandasaltas.com.ar/files/Ajuste%20Duplexores.pdf
16. Los capacitores e inductores tienen cada uno un factor de
calidad Q, parámetro que mide la relación entre la energía
reactiva que almacena y la energía que disipa durante un
ciclo completo de la señal proporcionando una medida de
que tan aguda es la resonancia en el sistema, resonancia
que da pie a la capacidad que tiene el circuito para
responder a una frecuencia determinada. La pequeña
bobina y el capacitor tienen un pequeño Q, muy alejado de
lo requerido para un Duplexor, lo que significa que no se
podrán tener anchos de banda angostos, tanto para la
banda de paso como para la de rechazo. Si se procede a
hacer el diámetro del inductor mas grande, reducimos sus
vueltas y al capacitor le aumentamos su parámetro C el
factor de calidad crecerá y la sintonía se hará más filosa.
Esto dio paso a reemplazar el capacitor por un gran tanque
metálico (cavidad) que a medida que crece su tamaño
crecerá Q.
17. Modelo final
Características:
-25 pulgadas de largo
- 8 pulgadas de diámetro
-La línea sintonizada es un tubo de
cobre de 1 3/8” de diámetro que puede
ser variado en su largo entre 18 y 23
pulgadas
-La radiofrecuencia entra por un
conector (RF CONECCTION)
-L2 es un loop de alambre de cobre o
lámina cuyo tamaño y posición
determina la cantidad de
acoplamiento de energía dentro de la
cavidad
-C2, el capacitor resonante del loop el
cual fija la frecuencia Notch de las
cavidades
http://www.bandasaltas.com.ar/files/Ajuste%20Duplexores.pdf
18. Como debe ser el acoplamiento
interno de las cavidades
Las conexiones se deben hacer con un cable coaxial de largo
igual a ¼ de la longitud de onda, donde la longitud de onda
depende de la frecuencia en la que el usuario desea trabajar.
La longitud del cable coaxial se puede calcular con la
siguiente formula:
L: longitud del cable coaxial medida en metros
𝜆: longitud de onda en el medio
Velocidad de propagación con respecto a la velocidad de la luz en el espacio libre
f: frecuencia de trabajo en MHz
19. APLICACIONES
RADAR
Un radar consta de los siguientes bloques lógicos:
Un transmisor que genera las señales de radio por medio de un
oscilador controlado por un modulador.
Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan a una
frecuencia intermedia con un mezclador. No debe añadir ruido
adicional.
Un duplexor que permite usar la antena para transmitir o recibir.
Hardware de control y de procesado de señal.
Interfaz de usuario.
