TAREA #2

CONSULTA COMPLEMENTARIA

LAURA MANCERA TREJOSCC.1037..

MARIBETH SEPULVEDA MARINCC.1037.390.675

RADIO TRANSMISIONALBERTO FLORESDOCENTE

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAMEDELLIN2015-1

Acopladores Direccionales.

El acoplador direccional es un componente pasivo de radiofrecuencia con cuatro puertos definidos como:Puerto de entrada (P1): Puerto por donde se inyecta la seal.

Puerto de salida (P2): Puerto por el que se extrae la seal de salida.

Puerto acoplado: (P3): Puerto por el que se obtiene una muestra de la seal de entrada.

Puerto aislado (P4): Puerto que debe estar cargado con la impedancia caracterstica del acoplador (generalmente 50 ). Por regla general, el puerto aislado tiene la carga integrada internamente, con lo que a efectos prcticos el acoplador direccional se ve fsicamente como un elemento de tres puertos.

Figura 1. Acoplador Direccional.

La funcin bsica del acoplador direccional es obtener permanentemente una muestra de la seal de entrada, y por lo tanto de la seal de salida, pero con una potencia mucho menor, esta potencia estar directamente relacionada con el valor del acoplamiento.

Dada esta funcin, el acoplador direccional se utiliza por ejemplo en una BTS, para poder monitorizar la seal que un transmisor est enviando a una antena, sin necesidad de interrumpir la conexin entre el transmisor y el feeder de la antena.

Por otro lado, el acoplador direccional se utiliza tambin como un elemento fundamental para realizar medidas indirectas de grandes potencias, a travs del puerto acoplado.

PARMETROS BSICOS DEL ACOPLADOR DIRECCIONAL

Adems del conjunto de parmetros que definen a cualquier tipo de sistema de radiofrecuencia, los parmetros caractersticos de un acoplador direccional son:AcoplamientoFrecuencia de trabajoDirectividadAislamientoPrdidas de insercin y por acoplamiento

Acoplamiento (C): Es el parmetro que caracteriza al acoplador direccional y se define como la relacin 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 caracterstica.C(dB)= - 10 log (P1/P3)Por ejemplo, si inyectamos 1W por el puerto de entrada P1 o lo que es lo mismo 30 dBm y obtenemos 1 mW en el puerto acoplado, o lo que es lo mismo 0 dBm, tendremos un acoplamiento (C) de -30 dB.

El acoplamiento es un parmetro que vara con la frecuencia y los fabricantes nos darn el dato del acoplamiento para la frecuencia central de una determinada banda de trabajo y lo expresarn en general de la siguiente forma:

Por ejemplo Acoplamiento nominal: 10 0.5 dB

Frecuencia de trabajo: Como la gran mayora de dispositivos de radiofrecuencia, las caractersticas del dispositivo se mantienen slo en una determinada banda de frecuencias.

Aislamiento (I): Es la relacin entre las potencias entre el puerto de salida (P2) y el puerto acoplado (P3), cuando se inyecta seal por P2 y se mantienen cargados P1 y P4 con su impedancia caracterstica (generalmente 50 ). El aislamiento nos dar una idea de la fraccin de potencia reflejada que aparecera en el puerto acoplado. cuanto mayor sea este parmetro en valor absoluto, ms pequea ser la fraccin de potencia reflejada que aparecer en el puerto acoplado.

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. Este parmetro una idea de la calidad del acoplador direccional 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 = ||I|| - ||C|| (dB)

Prdidas de Insercin: Las prdidas de insercin, son las prdidas que se producen en el camino entre el puerto de entrada y el puerto de salida. Estas prdidas estn exclusivamente ligadas al medio de transmisin que une los dos puertos.

Prdidas por Acoplamiento: Son las prdidas que se producen en el puerto de salida, debido al acoplamiento. Lgicamente, cuanta ms seal se transfiere al puerto acoplado, mayores sern las prdidas por acoplamiento.

Aplicaciones.

Monitorizacin de la seal de salida de un transmisor en una BTS

Figura 2

En el caso que se muestra en la figura 2, se puede monitorizar la seal de transmisin de una BTS, sin necesidad de interrumpir la transmisin. En general, los equipos de medida no estn preparados para medir altas potencias por mtodos directos, por lo que se hace necesario realizar las medidas a travs de una muestra de la seal que deseamos medir.Por ejemplo, en este caso, adems de parmetros como la frecuencia, podramos medir tambin la potencia con la que est saliendo el transmisor, ya que en el equipo de medida inyectamos una muestra de la seal transmitida y conocemos la relacin que existe entre la seal que se transmite y la muestra. Por otro lado, dadas las caractersticas de directividad de los acopladores, la seal de recepcin no se ver apenas influida por la presencia del acoplador.

Medida de onda reflejada en un sistema radiante

Figura 3.Se inyecta la seal de un generador de RF a la frecuencia a la que se quiere probar el sistema radiante por la Salida del acoplador direccional. La seal reflejada, debida a la desadaptacin entre lnea de transmisin y sistema radiante, entrar en el acoplador direccional por la entrada de este, y una fraccin conocida de dicha seal (depender del grado de acoplamiento del acoplador), pasar al equipo de medida (en este caso un analizador de espectros), a travs del puerto acoplado. Por lo tanto, mediante este mtodo se puede medir la onda reflejada por la antena para una frecuencia determinada.Si aplicamos un barrido de frecuencia en la banda de trabajo de la antena, en lugar de un simple tono, podemos obtener la respuesta en frecuencia de dicha antena.

Divisores de potencia

Se llamadivisor de potenciaa un dispositivo que reparte lapotenciaque recibe a su entrada entre n salidas, habitualmente, de forma igualitaria.

Un divisor de potencia es una red de tres o ms puertas que permite repartir la potencia de la seal incidente por una de las puertas entre las otras dos siguiendo una determinada proporcin.

Figura 4.

Los Divisores de potencia son dispositivos pasivos utilizados en el campo de la tecnologa de radio. Ellos pasan una cantidad definida de la energa electromagntica en una lnea de transmisin a un puerto que permite la seal a ser utilizado en otro circuito.

Los divisores de potencia se emplean enradiofrecuenciaymicroondas,comunicaciones pticas, etc, para enviar a varios dispositivos la potencia recibida por una sola puerta, manteniendo lasimpedanciasadaptadas para tener un bajo nivel de potencia reflejada.

Dependiendo de la aplicacin su realizacin tecnolgica vara, pudiendo sertransformadorespara aplicaciones de RF, circuitosmicrostrippara microondas y circuitos engua de ondaso enfibra ptica.

Combinadores y divisores de potencia del MACOM se utilizan en aplicaciones de comunicaciones almbricas aeroespacial y de defensa, inalmbricas y.Estos dispositivos tambin pueden ser utilizados para aplicaciones de televisin por cable de banda ancha.Estn disponibles en una variedad de conectores y montajes en superficie, operan entre el rango de frecuencias de 400 kHz a 26 GHz, acopladores de 50 y 75 ohm.

DIVISORES DE POTENCIA DE FRECUENCIA BAJA

divisores de potencia de baja frecuencia cubren las bandas de frecuencia de hasta 2,5 GHz, incluyendo las bandas seleccionadas de Celular (800-1000 MHz), PCS (1,8-2,0 GHz) y LAN (2.3 a 2.5 GHz) . Estn disponibles en una amplia variedad de estilos de paquetes, tales como plug-in, flatpack, A-latas y carcasas conectorizados.Sin embargo, los ms populares son las monturas de paquetes en miniatura, que son fcilmente disponibles en mercado de montaje atomatizado.Stripline ALTA FRECUENCIA divisores de potenciaPulsar Microwave Corporationofrece una lnea completa de divisores de potencia que cubren bandas de octava y frecuencia multi-octava hasta 18 GHz.Divisores de Pulsar ofrecen muy baja prdida de insercin, alto aislamiento, y la fase plana y respuestas de amplitud.Todos los modelos se encuentran en paquetes conectorizados y estn disponibles con SMA, TNC, BNC o conectores Tipo-N.

Figura 5.Existen varios tipos de dividdores de potencia, entre los ams cnocidos:

divisores de potencia Resistivos tienen una prdida intrnseca de 6 dB y sin aislamiento entre puertos (prdida de cualquier puerto a cualquier otro puerto es 6 dB).Funcionan a travs de anchos de banda ancha.

divisores de potencia Wilkinson tienen menos prdida (3 dB para el reparto de potencia) y el aislamiento entre los puertos de salida.Tambin trabajarn sobre anchos de banda amplios, pero slo tienen aislamiento a travs de la banda especificada.

combinadores de potencia de Alto aislamiento estn especialmente diseados con productos del ms alta aislamiento posible entre los puertos de salida.Trabajan a muy bajas frecuencias, y tienen una prdida intrnseca de 6 dB.

Divisor de Potencia Wilkinson

El divisor de potencia de Wilkinson es una clase especifica de divisor de potencia que puede lograr el aislamiento entro los puertos de salida, manteniendo al mismo tiempo una condicin correspondiente en todos los puertos. El diseo puede ser utilizado tambin como un combinador de potencia, ya que est compuesto de componentes pasivos. Segn la teora de microondas, una red de tres puertas pasivas, recproca y sin perdidas no puede estar completamente adaptada. En un divisor con lneas adems las puertas de salida no estan aisladas entre si. Wilkinson desarrollo un divisor de potencia capaz de dividir la potencia que incide por la puerta de entrada en N fracciones que saldrn por las puertas de salida, proporcionando un aislamiento entre estas puertas. El principal distintivo del divisor de Wilkinson es el uso de resistencias conectadas entre las puertas de salida. Cuando los puertos de salida estn cargados con las llamadas impedancias de diseo(Z0), no circula corriente por la resistencia R, por lo que no aparecen perdidas disipativas en el dispositivo. En el caso de cargar con impedancias distintas a las impedancias apropiadas, parte de la potencia reflejada ser absorbida por la resistencia y parte ira a la puerta de entrada pero nunca a las otras puertas de salida.

la figura 6 expresa la forma en que el divisor Wilkinson funciona como un divisor de potencia: cuando una seal ingresa en el puerto 1, en el que se divide en igual amplitud, la igualdad de la fase de salida de las seales es en los puertos 2 y 3. Desde cada extremo de la resistencia hay aislamiento entro los puertos 2 y 3 esta el mismo potencial, no hay flujos de corriente a travs de el y, por tanto, la resistencia se le desconecta de la entrada, EL puerto de salida de dos terminaciones que aadir en paralelo en la entrada, por lo que debes de transformarse para cada 2x7 en el puerto de entrada para combinar a la Zo, la impedancia combinada de las dos salidas en el puerto 1 seria 7o/2. La impedancia caracterstica de la cuarta parte de longitud de onda en lneas debe ser igual a 1.41xZopara que la entrada se iguala cuando los puertos 2 y 3 se termina en Z0.

Figura 6.