تُستخدم المُقرنات الاتجاهية على نطاق واسع في أنظمة الترددات الراديوية لأخذ عينات الإشارة، ومراقبة الطاقة، وكشف نسبة الموجة الدائمة المتغيرة (VSWR)، واختبار PIM. ورغم أن هذه المكونات سلبية بطبيعتها، إلا أن أداءها يعتمد بشكل كبير على كيفية إنهاء كل منفذ، وخاصةً منفذ مقترن .

في التطبيقات الواقعية، يمكن أن يؤثر الإنهاء غير الصحيح للمنفذ المقترن - إما عن طريق تركه مفتوحًا أو استخدام أجهزة غير متوافقة أو كابلات ذات جودة منخفضة - بشكل خطير على أداء الوصلة وحتى المساس بدقة النظام بشكل عام.

في هذه المقالة، نستكشف:
ما هي مؤشرات الأداء الرئيسية التي تتأثر عندما لا يتطابق المنفذ المقترن بالموصل الاتجاهي - ولماذا هذا مهم.

1. البنية الأساسية للمقرن الاتجاهي

نموذجي مقرن اتجاهي يحتوي على أربعة منافذ:

• المنفذ 1 (الإدخال): حيث تدخل إشارة التردد اللاسلكي الرئيسية

• المنفذ 2 (الإخراج): أين تخرج الإشارة الرئيسية

• المنفذ 3 (مقترن): ينقر على جزء صغير من الإشارة الأمامية

• المنفذ 4 (معزول): من الناحية المثالية لا يخرج أي إشارة؛ وينتهي عادة بـ 50Ω

ال المنفذ المقترن (المنفذ 3) يوفر هذا المنفذ نسخةً منخفضة الطاقة من إشارة الخط الرئيسي لأغراض القياس أو التغذية الراجعة. ومع ذلك، إذا لم يُغلق المنفذ بشكل صحيح، فقد تنتقل الإشارة المنعكسة إلى النظام وتتداخل مع دقة استخراج الإشارة.

2. سيناريوهات عدم تطابق المنافذ المقترنة الشائعة

تتضمن بعض الأخطاء المتكررة في إعدادات الحقل ما يلي:

• ترك المنفذ المقترن مفتوحًا

• توصيل جهاز بمطابقة معاوقة ضعيفة

• استخدام موصلات أو كابلات اختبار رديئة الجودة

كل ما سبق يمكن أن يسبب انعكاس الإشارة عند المنفذ المقترن، مما يؤثر على دقة النظام ويؤدي إلى أخطاء القياس.

3. ما هي مقاييس الأداء المتأثرة؟

1. انحراف مستوى الاقتران

صُممت قيمة الاقتران (مثلاً، ١٠ ديسيبل، ٢٠ ديسيبل) لتكون ثابتة. ومع ذلك، قد يُؤدي منفذ الاقتران غير المتطابق إلى انعكاس يُعيق مسار الاقتران الداخلي، مما يُسبب تقلبات غير مقصودة في إنتاج الطاقة المقترنة .

تأثير: تصبح مراقبة الطاقة غير دقيقة، وقد يحدث خلل في حلقات التغذية الراجعة.

2. تدهور الاتجاهية

تقيس التوجيهية مدى قدرة المُقرن على تمييز الإشارات الأمامية عن الإشارات العكسية. وتُعرَّف على النحو التالي:

الاتجاهية (ديسيبل) = الاقتران (الأمامي) - الاقتران (العكسي)

يؤدي عدم التطابق في المنفذ المقترن إلى اختلاط الإشارات المنعكسة بالإشارات العكسية، مما يُقلل من الاتجاهية. هذا يُصعّب التمييز بين الإشارات الواردة والمنعكسة.

تأثير: انخفاض الدقة في قياسات الانعكاس، مما يؤثر على تحليل VSWR أو PIM.

3. زيادة VSWR

بالرغم من موصلات اتجاهية تم تصميمها لتحقيق خسارة عودة منخفضة، حيث يمكن للموجات المنعكسة من المنفذ المقترن غير المتطابق أن تسبب موجات ثابتة داخلية وتغير التوافق العام للنظام.

تأثير: قد يؤدي ارتفاع نسبة الموجة الدائمة للجهد إلى عكس الطاقة إلى مكبرات الصوت أو معدات الاختبار، مما يتسبب في عدم الاستقرار.

4. زيادة خسارة الإدراج

موصلات اتجاهية عادةً ما تكون خسائرها منخفضة جدًا (على سبيل المثال، أقل من ٠٫٢ ديسيبل). ومع ذلك، قد تؤثر الانعكاسات الداخلية من المنفذ المقترن بشكل طفيف على تدفق طاقة الخط الرئيسي، مما يزيد من خسائر الإدخال.

تأثير: تنخفض كفاءة النظام؛ ويتم فقدان المزيد من الطاقة في المسار السلبي.

4. كيفية تجنب مشاكل عدم تطابق المنافذ المقترنة

لمنع تدهور أداء القارنة:

• قم دائمًا بإنهاء المنفذ المقترن بـ حمل 50Ω عندما لا يكون قيد الاستخدام

• يستخدم أحمال إنهاء دقيقة، PIM منخفضة مصنفة لتردد التشغيل والطاقة

• تجنب توصيل/فصل الموصل بشكل متكرر

• قم بتنظيف الموصلات بانتظام واستخدم كابلات RF عالية الجودة