branch line coupler

مقرّن الخط الفرعي: أداة قوية لمعالجة الإشارة

في عالم الإلكترونيات عالية التردد، يبرز مقرّن الخط الفرعي كعنصر متعدد الاستخدامات وكفاءة لمعالجة الإشارات. هذا النوع من مقرّنات الاتجاه مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في توزيع طاقة الإشارة، مثل الاتصالات السلكية واللاسلكية، ونظم الرادار، وشبكات البيانات عالية السرعة.

فهم البنية

يكمن جوهر مقرّن الخط الفرعي في تكوينه الفريد. يتكون من أربعة خطوط نقل، كل منها يمتلك طولًا كهربائيًا محددًا يبلغ 90 درجة (λ/4). يتم ترتيب هذه الخطوط بشكل متسلسل، مع توصيل نهاية الخط الأخير ببداية الخط الأول، مما يؤدي إلى إنشاء حلقة مغلقة.

المنافذ والوظائف

يتميز مقرّن الخط الفرعي بأربعة منافذ مميزة:

• منفذ الإدخال: يتم تقديم الإشارة في هذه النقطة.
• منفذ المقترن: يستقبل هذا المنفذ جزءًا من طاقة الإدخال، والتي تتناسب مع عامل اقتران المقرّن.
• منفذ المباشر: تمر الغالبية العظمى من إشارة الإدخال من خلال هذا المنفذ مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة.
• منفذ المعزول: صُمم هذا المنفذ ليكون معزولًا عن إشارة الإدخال، مما يعني أنه يتلقى طاقة ضئيلة.

كيف يعمل

تكمن سحر مقرّن الخط الفرعي في تفاعل انعكاس الإشارة ونقلها عبر بنيته المتسلسلة. عند دخول إشارة إلى منفذ الإدخال، تسافر عبر كل خط نقل، وتخضع للانعكاسات وتحولات الطور. تتحد هذه الانعكاسات بشكل بنّاء في المنفذ المقترن، مما يؤدي إلى نقل الطاقة. في الوقت نفسه، تلغي الانعكاسات في المنفذ المباشر، مما يسمح لمعظم الإشارة بالمرور دون عوائق. أخيرًا، يواجه المنفذ المعزول تداخلًا هدامًا، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من نقل الطاقة.

مزايا مقرّن الخط الفرعي

• عامل اقتران عالي: يمكن لمقرّنات الخط الفرعي تحقيق عامل اقتران مرتفع، مما يعني أنه يمكن توجيه جزء كبير من طاقة الإدخال إلى المنفذ المقترن.
• فقدان إدخال منخفض: يعاني المنفذ المباشر عادةً من فقدان إدخال منخفض للغاية، مما يضمن الحد الأدنى من تدهور الإشارة.
• نطاق ترددي واسع: مقارنةً بأنواع المقرّنات الأخرى، تقدم مقرّنات الخط الفرعي نطاقًا تردديًا واسعًا نسبيًا، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من الترددات.
• تصميم مُدمج: يسمح الهيكل المتسلسل بتصميم مُدمج وكفاءة.

التطبيقات

تجعل الطبيعة متعددة الاستخدامات لمقرّن الخط الفرعي مكونًا أساسيًا في العديد من التطبيقات:

• فصل وتجميع الطاقة: يمكن استخدام مقرّنات الخط الفرعي لفصل إشارة إلى مخرجات متعددة أو دمج إشارات من مدخلات متعددة.
• مراقبة الإشارة: يمكن استخدام المنفذ المقترن لمراقبة الإشارة دون التأثير على مسار الإشارة الرئيسي.
• مطابقة المعاوقة: يمكن استخدام مقرّنات الخط الفرعي لمطابقة المعاوقة بين أجزاء مختلفة من الدائرة.
• نظم الترددات الراديوية والموجات الدقيقة: تُستخدم مقرّنات الخط الفرعي بشكل شائع في أنظمة الرادار، وشبكات الاتصالات، وغيرها من تطبيقات الترددات العالية.

الاستنتاج

مقرّن الخط الفرعي أداة قوية لمعالجة الإشارات في الإلكترونيات عالية التردد. تقدم بنيته وتصميمه الفريدين فصلًا ممتازًا للطاقة، وفقدان إدخال منخفضًا، ونطاقًا تردديًا واسعًا، وأثرًا مُدمجًا. تجعله تنوعه وكفاءته مكونًا رئيسيًا في مجموعة واسعة من أنظمة الاتصالات والإلكترونيات الحديثة.