Limitările divizoarelor de putere în aplicațiile de combinare a puterii mari pot fi atribuite următorilor factori cheie:
1. Limitările de putere ale rezistenței de izolație (R)
- Modul divizor de putere:
- Când este utilizat ca divizor de putere, semnalul de intrare laINeste împărțit în două semnale de aceeași frecvență și aceeași fază în puncteleAșiB.
- Rezistența de izolareRNu prezintă nicio diferență de tensiune, rezultând un flux de curent zero și nicio disipare de putere. Capacitatea de putere este determinată exclusiv de capacitatea liniei microstrip de a gestiona puterea.
- Mod Combinator:
- Când este utilizat ca un combinator, două semnale independente (de laOUT1șiOUT2) cu frecvențe sau faze diferite.
- Apare o diferență de tensiune întreAșiB, provocând curgerea curentului prin RPuterea disipată înReste egal cu½(IEȘIRE1 + IEȘIRE2)De exemplu, dacă fiecare intrare este de 10 W,Rtrebuie să reziste la ≥10W.
- Cu toate acestea, rezistența de izolare din divizoarele de putere standard este de obicei o componentă de putere redusă cu disipare inadecvată a căldurii, ceea ce o face predispusă la defecțiuni termice în condiții de putere mare.
2. Constrângeri de proiectare structurală
- Limitări ale liniei microstrip:
- Divizoarele de putere sunt adesea implementate folosind linii microstrip, care au o capacitate limitată de gestionare a puterii și un management termic insuficient (de exemplu, dimensiuni fizice mici, suprafață redusă de disipare a căldurii).
- RezistorulRnu este proiectat pentru disipare mare de putere, ceea ce restricționează și mai mult fiabilitatea în aplicațiile de combinare.
- Sensibilitate fază/frecvență:
- Orice nepotrivire de fază sau frecvență între cele două semnale de intrare (comună în scenariile din lumea reală) crește disiparea de putere înR, exacerbând stresul termic.
3. Limitări în scenariile ideale de cofrecvență/cofază
- Caz teoretic:
- Dacă două intrări au perfect aceeași frecvență și aceeași fază (de exemplu, amplificatoare sincronizate acționate de același semnal),Rnu disipă nicio putere, iar puterea totală este combinată laIN.
- De exemplu, două intrări de 50 W s-ar putea combina teoretic pentru a produce 100 W laINdacă liniile microstrip pot gestiona puterea totală.
- Provocări practice:
- Alinierea perfectă a fazelor este aproape imposibil de menținut în sistemele reale.
- Divizoarele de putere nu sunt robuste pentru combinarea de putere mare, deoarece chiar și neconcordanțe minore pot cauzaRpentru a absorbi supratensiuni neașteptate, ceea ce poate duce la defecțiuni.
4. Superioritatea soluțiilor alternative (de exemplu, cuploare hibride de 3dB)
- Cuploare hibride 3dB:
- Utilizați structuri cu cavitate cu terminații externe de sarcină de mare putere, permițând o disipare eficientă a căldurii și o capacitate mare de gestionare a puterii (de exemplu, 100W+).
- Oferă izolație inerentă între porturi și tolerează nepotrivirile de fază/frecvență. Puterea nepotrivită este deviată în siguranță către sarcina externă, fără a deteriora componentele interne.
- Flexibilitate în design:
- Designurile bazate pe cavități permit o gestionare termică scalabilă și performanțe robuste în aplicații de mare putere, spre deosebire de divizoarele de putere bazate pe microstrip.
Concluzie
Divizoarele de putere nu sunt potrivite pentru combinarea semnalelor de mare putere din cauza capacității limitate de gestionare a puterii a rezistorului de izolație, a designului termic inadecvat și a sensibilității la nepotrivirile fază/frecvență. Chiar și în scenarii ideale de co-fază, constrângerile structurale și de fiabilitate le fac impracticabile. Pentru combinarea semnalelor de mare putere, dispozitive dedicate precum Cuploare hibride 3dB sunt preferate, oferind performanțe termice superioare, toleranță la neconcordanțe și compatibilitate cu modelele de mare putere bazate pe cavități.
Concept oferă o gamă completă de componente pasive cu microunde pentru aplicații militare, aerospațiale, contramăsuri electronice, comunicații prin satelit și comunicații trunking: divizoare de putere, cuplor direcțional, filtre, duplexoare, precum și componente LOW PIM de până la 50 GHz, cu o calitate bună și prețuri competitive.
Bine ați venit pe site-ul nostru:www.concept-mw.comsau contactați-ne lasales@concept-mw.com
Data publicării: 29 aprilie 2025