Un ouvrage extrêmement riche en informations utiles ; un résumé des antennes et composants passifs couramment utilisés

1. Principe de l'antenne

1.1 Définition d'une antenne:Un dispositif capable d'émettre efficacement des ondes électromagnétiques dans une direction spécifique de l'espace ou de recevoir efficacement des ondes électromagnétiques provenant d'une direction spécifique de l'espace.

1.2 Fonctions de l'antenne:Conversion d'énergie - conversion des ondes guidées et des ondes en espace libre ;Ø Rayonnement directionnel (réception) - possède une certaine directionnalité.

1.3 Principe de rayonnement de l'antenne

1.4 Paramètres de l'antenne

paramètres d'irradiation
ØLargeur du faisceau à mi-puissance, rapport avant/arrière ;
ØMéthode de polarisation, taux de discrimination de polarisation croisée ;
ØCoefficient de directivité, gain d'antenne ;
Lobe principal, lobe secondaire, suppression des lobes secondaires, remplissage du point zéro, inclinaison du faisceau vers le bas...

Paramètres du circuit
ØTaux d'ondes stationnaires de tension VSWR, coefficient de réflexion Γ, perte de retour RL ;
ØImpédance d'entrée Zin, perte de transmission TL ;
ØIsolation Iso;
ØPassive third-order intermodulation PIM3…lobes latéraux de l'antenne u

largeur du faisceau horizontal

Rapport avant/arrière : Rapport entre la puissance rayonnée vers l'avant de l'antenne directionnelle spécifiée et la puissance rayonnée vers l'arrière à ±30°.

La relation entre le gain en u, la taille de l'antenne et la largeur du faisceauPlus le « pneu » est aplati, plus le signal est concentré, plus le gain est élevé, plus la taille de l'antenne est grande et plus la largeur du faisceau est étroite ;

Plusieurs points clés du gain d'antenne :
L'antenne est un dispositif passif et ne peut pas générer d'énergie.
Le gain d'une antenne est simplement sa capacité à concentrer efficacement l'énergie pour émettre ou recevoir des ondes électromagnétiques dans une direction spécifique.

ØLe gain de l'antenne est généré par la superposition des oscillateurs.
Plus le gain est élevé, plus la longueur de l'antenne est importante.

Le gain augmente de 3 dB et le volume double.
Plus le gain de l'antenne est élevé, meilleure est la directivité, plus l'énergie est concentrée et plus le lobe est étroit.

1.5 Paramètres de rayonnement
uPolarisation : fait référence à la trajectoire ou à l’état changeant du vecteur champ électrique dans l’espace.

1.6 Paramètres du circuitperte de retour

Dans cet exemple, la perte de retour est de 10 log(10/0.5) = 13 dB  Le TOS (taux d'ondes stationnaires) est une autre mesure de ce phénomène.

 

   μIsolation : Il s'agit de la proportion d'un signal de polarisation reçu par un autre signal de polarisation.  

u Intermodulation passive (PIM) :Lorsque deux fréquences f1 et f2 sont appliquées à l'antenne, en raison d'effets non linéaires, les signaux rayonnés par l'antenne comprennent d'autres fréquences, telles que 2f1-f2 et 2f2-f1 (3e ordre), en plus des fréquences f1 et f2.

2. Produits d'antenne

2.1 Méthode de dénomination des antennes

Catégorie d'antenne :
ODP (antenne à plaque directionnelle extérieure), OOA (antenne omnidirectionnelle extérieure), LCD (antenne de plafond intérieure), OCS (antenne bidirectionnelle extérieure), OCA (antenne en grappe extérieure), OYI (antenne Yagi extérieure), ORA (antenne parabolique extérieure), IWH (antenne murale intérieure), etc.

Demi-angle de puissance :032,065,090,105,360 (antenne de station de base)020, 030, 040, 050, 060, 075, 090, 120, 160, 360 (antenne répéteur)

Méthode de polarisation :R (double polarisation), V (unipolarisation)

Gain:D'après les indicateurs actuels, le maximum est de 21 dbi.

Type de connecteur:D (Din head), N (N-type head), S (SMA head), T (TNC head), etc.

Bande de fréquence:Code de spécification :Les lettres romaines indiquent la génération du produit. Les lettres et chiffres suivants indiquent l'angle de virage du contrôleur de vitesse électronique (ESC), le profilage, l'ESC et d'autres informations. Profilage F ; ESC V ; ESC à distance RV

2.2 Antenne de station de base

antenne omnidirectionnelle

Antenne bi-bande

Antenne tribande

2.3 Antenne du système distribué

antenne de plafond de type détecteur de fumée

Antenne de plafond de type lampe

antenne murale

Antenne Yagi

antenne réflectrice d'angle

antenne parabolique

 

   Antenne utilisateur  

3. Aperçu des composants passifs3.1 Aperçu des composants passifs micro-ondes
Les dispositifs passifs sont divisés en dispositifs linéaires et dispositifs non linéaires.
Les composants passifs linéaires sont divisés en composants réciproques et non réciproques.
Les composants de réciprocité linéaire transforment uniquement les signaux micro-ondes de manière linéaire sans modifier les caractéristiques de fréquence et satisfont au principe de réciprocité.
Ce que nous appelons généralement composants passifs désigne des composants réciproques linéaires.

3.2 Diagramme en arbre des composantes réciproques linéaires

3.3 Répartiteur de puissance
Un répartiteur de puissance est un dispositif qui divise l'énergie d'un signal de sortie en deux ou plusieurs sorties.
Essentiellement un transformateur d'impédance.
Est-il possible d'utiliser un diviseur de puissance à l'inverse d'un combinateur ?
Ø Lorsqu'il est utilisé comme synthétiseur, il nécessite non seulement une isolation élevée et un faible taux d'ondes stationnaires, mais aussi une capacité à résister à une puissance élevée.

• Étant donné que les ports de sortie des diviseurs de puissance à cavité couramment utilisés sont inadaptés et présentent de grandes ondes stationnaires, et que les diviseurs de puissance microruban peuvent supporter une faible puissance en sens inverse, nous ne recommandons pas d'utiliser des diviseurs de puissance en sens inverse pour remplacer les combineurs.
  

3.4 Classification des diviseurs de puissance

3.5 Comparaison des classifications des diviseurs de puissance

3.6 Caractéristiques du séparateur de puissance à cavité
Le répartiteur de puissance à cavité utilise un alliage de haute qualité comme conducteur, et le milieu de remplissage est l'air ;
Ø Il peut supporter une puissance relativement élevée, jusqu'à 200 W ; tandis que les pertes diélectriques et les pertes par effet Joule sont pratiquement négligeables, et les pertes d'insertion sont faibles, pouvant être inférieures à 0.1 dB.
ØCependant, en l'absence de résistance d'isolation, l'isolation du port de sortie est très faible, de sorte que le diviseur de puissance à cavité ne peut pas être utilisé comme combinateur de puissance.

3.7 Schéma des indicateurs de test du répartiteur de puissance
Comme le montre la figure, le taux d'ondes stationnaires peut être mesuré au niveau du port 1 ; les pertes d'insertion peuvent être mesurées aux niveaux des ports 2 et 3. Cependant, en raison des caractéristiques intrinsèques du diviseur de puissance à cavité, le taux d'ondes stationnaires au niveau du port de sortie et l'isolation de ce dernier ne sont pas proposés comme valeurs nominales.

4. Introduction aux coupleursCoupleur 4.1
Un coupleur est un composant qui répartit une partie de l'énergie du signal d'entrée par couplage de champ électrique et de champ magnétique pour devenir la sortie d'extrémité de couplage, et la partie restante devient la sortie d'extrémité de sortie pour compléter la distribution de puissance.
Ø La répartition de la puissance du coupleur est inégale.
Également appelé échantillonneur de puissance.

4.2 Schéma de principe d'un coupleur de réseau à quatre ports

4.3 Classification des coupleurs

4.4 Coupleur directionnel
Les coupleurs directionnels sont couramment utilisés pour échantillonner les signaux micro-ondes dans des directions de flux spécifiques. Leur fonction principale est de séparer et d'isoler des signaux, ou inversement de mélanger différents signaux. En l'absence de charge interne, les coupleurs directionnels sont souvent constitués d'un réseau à quatre ports.
Les coupleurs directionnels sont souvent mis en œuvre de deux manières :

Coupleur à cavité 4.5

Caractéristiques :Transportant une puissance élevée et présentant de faibles pertes.

raison:
1. Le fluide de remplissage de la cavité est de l'air. Lors de la transmission, la dissipation du fluide due à l'air est beaucoup plus faible.2. La bande de la ligne de couplage est généralement constituée de conducteurs à bonne conductivité (comme une surface en cuivre argenté), et la perte du conducteur est pratiquement négligeable.3. La cavité est de grande taille et dissipe rapidement la chaleur. Elle peut supporter une puissance élevée.

4.6 Schéma du test d'indice du coupleur

Comme le montre la figure, lorsque la directivité = isolation - couplage, les données ne peuvent pas être lues directement.

5. Introduction au pont 3dB

Pont de 5.13 dB
Le coupleur en pont 3dB est un type de coupleur directionnel.Lorsqu'il est utilisé comme combinateur de puissance, les deux signaux d'entrée sont connectés à des ports mutuellement isolés, et les ports de sortie couplée et de sortie directe sont inverses l'un de l'autre. En mode double sortie, quelles que soient les pertes, la puissance totale du signal d'entrée est répartie entre les deux ports de sortie.Lorsqu'elle est utilisée comme sortie unique, l'autre sortie doit être connectée à une charge de puissance adaptée afin d'absorber la puissance de sortie de la sortie unique. Dans le cas contraire, les caractéristiques de transmission du système seront fortement dégradées. De plus, cela engendrera une perte supplémentaire de 3 dB, ce qui impactera le coût et la fiabilité de la partie active de l'application.

5.2 Principales applications d'ingénierie
Principalement utilisé pour combiner des applications entre différentes porteuses dans la même bande de fréquences.
En raison de la nature discrète du circuit et de l'assemblage de traitement, l'isolation du port d'entrée du coupleur en pont est relativement faible, et son utilisation dans des applications combinant différentes bandes de fréquences n'est pas recommandée.

En résumé, lors de l'application de la combinaison multifréquence, à l'exception des fréquences porteuses adjacentes dans la même bande de fréquences (telles que les fréquences porteuses adjacentes dans la bande de liaison descendante GSM) qui ne peuvent utiliser que des ponts 3 dB et ne conviennent pas aux combineurs duplex/multiplex, il est recommandé de donner la priorité aux combineurs duplex/multiplex afin d'améliorer les indicateurs de performance du système et d'accroître sa fiabilité.

5.3 Répartiteur de puissance VS coupleur

6. Introduction au combinateur6.1 Combineur

ØFunction:
Combiner plusieurs signaux en une seule sortie de signal

ØCategory:
Classification selon les bandes de fréquences combinées réelles

6.2 Combinateur VS pont VS diviseur de puissance

7. Introduction à l'atténuateur7.1 Atténuateur

L'atténuateur est un composant réciproque à deux ports
L'atténuateur le plus couramment utilisé est l'atténuateur absorbant.
Les atténuateurs coaxiaux sont généralement utilisés en ingénierie et sont constitués de réseaux d'atténuation de type « π » ou « T ».
Les atténuateurs coaxiaux sont généralement de deux types : à atténuation fixe et à atténuation variable.
Les atténuateurs sont principalement utilisés dans les systèmes de détection pour contrôler l'énergie de transmission des signaux micro-ondes et consommer l'énergie excédentaire, étendant ainsi la plage dynamique de la mesure du signal, comme dans les wattmètres, les analyseurs de spectre, les amplificateurs, les récepteurs, etc.

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