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高精度定向耦合器用于WiMAX和WiBro

Michael Dakhya和Ron Demcko?? AVX公司?? 2007年06月29日 ?? 收藏0

  WiMAX和 WiBro结构中高数据率调制的使用要求传输信号的低失真和低相位误差。WiMAX应用主要面向2.5GHz和3.5GHz频带,而WiBro作为相关的韩国无线宽带技术则指向2.3GHz~2.4GHz 频带。

  WiMAX和WiBro系统要求对发送器进行增益控制,以此根据频道质量调节输出水平。典型的测量功率方法是使用定向耦合器以及线性功率探测器。这项技术提供了快速、准确和节约成本的解决方案。

  但是,这一方案的关键在于定向耦合器的正确选择。正确选择耦合器才可以实现对发送器增益快速、有效地控制,由此优化整个系统的性能。

方向性与功率控制精确性之间的关系


  定向耦合器是一种在一个方向采样功率通量的同时忽略另一方向功率通量的装置,反之亦然。不同的功率水平可以进行比较(以分贝为单位),可以确定回波损耗。

  一些最常见的耦合器通常基于靠近驱动功率导体放置的第二导体。当使用这种方法时,两条线之间的间隔将决定耦合系数——即比较驱动导体采样而得的功率量

  工程师关心的其它关键参数包括耦合器尺寸、额定功率以及方向性。近期,材料体系纯度和组件加工方法的改进使高质量、高功率耦合器得以更小的包装进行制造。鉴于追求包装更小

巧或更轻薄但又不失优良性能且通常具有改良功能的新产品是市场永恒不变的潮流,这种功能十分重要。这是驱动微型高功率耦合器发展的主要动力。

  AVX公司的定向耦合器专为精确监控功率控制应用中的功率放大器(PA)输出信号而开发,非常适于WiMAX和WiBro结构。对入射和发射功率信号的精确监控需要具有高方向性和对称性能的耦合器。它们可以提高功率控制电路的精确性,并允许使用单个耦合器。

  方向性是所需耦合和非所需耦合之差,以分贝表示。方向性强的耦合器具有2dB或更高的方向性。在测量回波损耗时,方向性差可能会成为大问题,原因在于回波损耗通常用于计算线上的虚拟驻波率或传输的输出功率。具体定义为:

      VSWR = {10(RL/20) +1}/{10(RL/20)-1}

  高方向性可以提供高功率控制精确性,这对WiMAX设计师至关重要。方向性是一种对数刻度,鉴于AVX CP系列具有20dB~27dB的方向性,由此可以实现±0.044分贝或更高的精确值。相比之下,市场上其它处于10dB~12dB范围的解决方案最高只有±0.46dB的精确值,相差10倍多(见表1)。

AVXCP0402尺寸定向耦合器的采样性能

  具有岸面栅格阵列(LGA)和表面贴装技术(SMT)终端的AVX引领了微型薄膜耦合器的开发。随着耦合器尺寸的变小,终端寄生必须减至最小并加以控制——由此,配备LGA终端的零件应运而生,很好地满足了上述要求。

  要实现WiMAX频率上的稳定性和小尺寸中的高方向性并不容易。AVX定向耦合器可在高WiMAX频率时提供稳定的性能(耦合系数和回波损耗,外加较低的插入损耗)。

AVX0603尺寸定向耦合器的采样性能


  平衡来自电磁场的作用以及精确应用相位计算更优化了AVX耦合器的方向性。为了达到金属导体所需的精确几何条件,AVX运用了诸如金属溅射、光刻和电镀等半导体生产技术。

  通过采用薄膜多层技术,AVX开发了低插入损耗AVX CP0402 和CP0603高方向性耦合器。这些耦合器为微型零件提供了出色的高频性能,结构坚固、便于自动装配,并有多种耦合值可供选择。

  这些耦合器的部分主要特点包括400MHz~6GHz以上的频率范围、在WiMAX中达到8.0dB~23.0dB的耦合系数范围(插入损耗低:0.2dB)。

  AVX CP0402和CP0603系列以LGA终端的形式提供。CP0402和CP0603耦合器均具备3W的连续额定功率。

  总之,AVX耦合器可以优化并缩小WiMAX和WiBro发送器增益控制电路。由此完善频道的整体性并大大提高整个系统的性能。


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定向耦合器? WiMA? 功率量?

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