محدودیت‌های تقسیم‌کننده‌های توان در کاربردهای ترکیب توان بالا را می‌توان به عوامل کلیدی زیر نسبت داد:
...۱. محدودیت‌های توان مصرفی مقاومت ایزولاسیون (R) ...
- ...حالت تقسیم توان:
- وقتی به عنوان تقسیم‌کننده توان استفاده می‌شود، سیگنال ورودی درINدر نقاطی به دو سیگنال هم‌فرکانس و هم‌فاز تقسیم می‌شود.AوB. (یا: подороятия)
- مقاومت ایزولاسیونRهیچ اختلاف ولتاژی را تجربه نمی‌کند، در نتیجه جریان صفر و اتلاف توان وجود ندارد. ظرفیت توان صرفاً توسط قابلیت مدیریت توان خط میکرواستریپ تعیین می‌شود.
- ...حالت ترکیبی:
- وقتی به عنوان ترکیب‌کننده استفاده می‌شود، دو سیگنال مستقل (ازخروجی1واوت۲با فرکانس‌ها یا فازهای مختلف اعمال می‌شوند.
- اختلاف ولتاژ بینAوB، باعث عبور جریان ازRتوان تلف شده درRبرابر است½ (خروجی ۱ + خروج ۲)برای مثال، اگر هر ورودی ۱۰ وات باشد،Rباید ≥10 وات را تحمل کند.
- با این حال، مقاومت ایزولاسیون در تقسیم‌کننده‌های توان استاندارد معمولاً یک قطعه کم‌مصرف با اتلاف حرارت ناکافی است که آن را در شرایط توان بالا مستعد خرابی حرارتی می‌کند.
...۲. محدودیت‌های طراحی سازه‌ای ...
- ...محدودیت‌های خط میکرواستریپ:
- تقسیم‌کننده‌های توان اغلب با استفاده از خطوط میکرواستریپ پیاده‌سازی می‌شوند که ظرفیت انتقال توان محدودی دارند و مدیریت حرارتی آنها ناکافی است (مثلاً اندازه فیزیکی کوچک، سطح اتلاف حرارت کم).
- مقاومتRبرای اتلاف توان بالا طراحی نشده است، که این امر قابلیت اطمینان در کاربردهای ترکیبی را بیشتر محدود می‌کند.
- ...حساسیت فاز/فرکانس:
- هرگونه عدم تطابق فاز یا فرکانس بین دو سیگنال ورودی (که در سناریوهای دنیای واقعی رایج است) باعث افزایش اتلاف توان درR، تشدید استرس حرارتی.
...۳. محدودیت‌ها در سناریوهای هم‌فرکانس/هم‌فاز ایده‌آل ...
- ...مورد نظری:
- اگر دو ورودی کاملاً هم‌فرکانس و هم‌فاز باشند (مثلاً تقویت‌کننده‌های سنکرون که توسط یک سیگنال هدایت می‌شوند)،Rهیچ توانی تلف نمی‌کند، و کل توان با هم جمع می‌شودIN. (یا: подороятия)
- برای مثال، از لحاظ تئوری، دو ورودی ۵۰ واتی می‌توانند با هم ترکیب شده و ۱۰۰ وات تولید کنند.INاگر خطوط میکرواستریپ بتوانند کل توان را تحمل کنند.
- ...چالش‌های عملی:
- حفظ هم‌ترازی کامل فاز در سیستم‌های واقعی تقریباً غیرممکن است.
- تقسیم‌کننده‌های توان برای ترکیب توان بالا استحکام کافی ندارند، زیرا حتی عدم تطابق‌های جزئی نیز می‌توانند باعث شوندRبرای جذب نوسانات برق غیرمنتظره که منجر به خرابی می‌شود.
...۴. برتری راه‌حل‌های جایگزین (مثلاً کوپلرهای هیبریدی ۳dB) ...
- ...کوپلرهای هیبریدی 3dB:
- از ساختارهای حفره‌ای با ترمینال‌های بار خارجی با توان بالا استفاده کنید که امکان اتلاف حرارت کارآمد و ظرفیت تحمل توان بالا (مثلاً ۱۰۰ وات به بالا) را فراهم می‌کند.
- ایزولاسیون ذاتی بین پورت‌ها را فراهم می‌کند و عدم تطابق فاز/فرکانس را تحمل می‌کند. توان نامتناسب به طور ایمن به بار خارجی منتقل می‌شود و به اجزای داخلی آسیب نمی‌رساند.
- ...انعطاف‌پذیری طراحی:
- طراحی‌های مبتنی بر حفره، برخلاف تقسیم‌کننده‌های توان مبتنی بر میکرواستریپ، امکان مدیریت حرارتی مقیاس‌پذیر و عملکرد قوی را در کاربردهای توان بالا فراهم می‌کنند.
...نتیجه‌گیری ...
تقسیم‌کننده‌های توان به دلیل ظرفیت محدود مقاومت ایزولاسیون در تحمل توان، طراحی حرارتی نامناسب و حساسیت به عدم تطابق فاز/فرکانس، برای ترکیب توان بالا مناسب نیستند. حتی در سناریوهای ایده‌آل هم‌فاز، محدودیت‌های ساختاری و قابلیت اطمینان، آنها را غیرعملی می‌کند. برای ترکیب سیگنال توان بالا، دستگاه‌های اختصاصی مانندکوپلرهای هیبریدی 3dBترجیح داده می‌شوند، عملکرد حرارتی برتر، تحمل عدم تطابق و سازگاری با طرح‌های پرقدرت مبتنی بر حفره را ارائه می‌دهند.
شرکت Concept طیف کاملی از قطعات مایکروویو غیرفعال را برای کاربردهای نظامی، هوافضا، اقدامات متقابل الکترونیکی، ارتباطات ماهواره‌ای و ارتباطات ترانکینگ ارائه می‌دهد: تقسیم‌کننده توان، کوپلر جهت‌دار، فیلتر، داپلکسر، و همچنین قطعات LOW PIM تا فرکانس 50 گیگاهرتز، با کیفیت خوب و قیمت‌های رقابتی.
به وب ما خوش آمدید:www.concept-mw.comیا با ما تماس بگیرید درsales@concept-mw.com
زمان ارسال: ۲۹ آوریل ۲۰۲۵