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:
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
التطبيقات
تجعل الطبيعة متعددة الاستخدامات لمقرّن الخط الفرعي مكونًا أساسيًا في العديد من التطبيقات:
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.
Instructions: Choose the best answer for each question.
1. What is the primary function of a branch line coupler?
(a) Amplify signals (b) Filter signals (c) Manipulate signal power distribution (d) Generate new signals
The correct answer is **(c) Manipulate signal power distribution**.
2. How many transmission lines are typically found in a branch line coupler?
(a) 2 (b) 3 (c) 4 (d) 5
The correct answer is **(c) 4**.
3. Which port of a branch line coupler receives a significant portion of the input power?
(a) Input port (b) Coupled port (c) Direct port (d) Isolated port
The correct answer is **(b) Coupled port**.
4. What is the main advantage of a branch line coupler compared to other coupler types?
(a) Extremely low cost (b) Ability to handle only low frequencies (c) Relatively wide bandwidth (d) Only suitable for power splitting
The correct answer is **(c) Relatively wide bandwidth**.
5. Which of the following is NOT a common application of a branch line coupler?
(a) Power splitting (b) Signal monitoring (c) Impedance matching (d) Creating complex audio effects
The correct answer is **(d) Creating complex audio effects**.
Task: You are designing a system that requires splitting a 10 GHz signal into two equal outputs. You have access to a branch line coupler with a coupling factor of 3 dB.
(a) Describe how you would use the branch line coupler to achieve the desired signal splitting.
(b) Calculate the power delivered to each output port.
Hint: A 3 dB coupling factor means that the coupled port receives half the input power.
**(a) Solution:**
Connect the 10 GHz signal to the input port of the branch line coupler. The coupled port will receive half of the input power, and the direct port will receive the other half. This will split the signal into two equal outputs.
**(b) Calculation:**
Since the coupling factor is 3 dB, the power delivered to each output port is 1/2 of the input power. If the input power is P, then each output port will receive P/2 power.
None
Comments