Por que os divisores de potencia non se poden usar como combinadores de alta potencia

As limitacións dos divisores de potencia en aplicacións de combinación de alta potencia pódense atribuír aos seguintes factores clave:

‌1. Limitacións de manexo de potencia da resistencia de illamento (R)‌

• ‌Modo divisor de potencia:
• Cando se usa como divisor de potencia, o sinal de entrada enINdivídese en dous sinais de cofrecuencia e cofase nos puntosAeB‌.
• A resistencia de illamentoRnon experimenta diferenza de tensión, o que resulta nun fluxo de corrente cero e sen disipación de potencia. A capacidade de potencia está determinada unicamente pola capacidade de manexo de potencia da liña de microstrip.
• ‌Modo combinador:
• Cando se usa como combinador, dous sinais independentes (deSAÍDA1eSAÍDA2‌) con diferentes frecuencias ou fases.
• Xorde unha diferenza de tensión entreAeB, provocando o fluxo de corrente a través deRA potencia disipada enRé igual a½(SAÍDA1 + SAÍDA2)Por exemplo, se cada entrada é de 10 W,Rdebe soportar ≥10 W.
• Non obstante, a resistencia de illamento nos divisores de potencia estándar adoita ser un compoñente de baixa potencia con disipación de calor inadecuada, o que a fai propensa a fallos térmicos en condicións de alta potencia.

‌2. Restricións de deseño estrutural‌

• ‌Limitacións da liña de microstrip:
• Os divisores de potencia adoitan implementarse empregando liñas de microstrip, que teñen unha capacidade de manexo de potencia limitada e unha xestión térmica insuficiente (por exemplo, tamaño físico pequeno, baixa área de disipación de calor).
• A resistenciaRnon está deseñado para unha disipación de alta potencia, o que restrinxe aínda máis a fiabilidade nas aplicacións de combinadores.
• ‌Sensibilidade de fase/frecuencia:
• Calquera desaxuste de fase ou frecuencia entre os dous sinais de entrada (común en escenarios do mundo real) aumenta a disipación de potencia en ‌R, exacerbando a tensión térmica.

‌3. Limitacións nos escenarios ideais de cofrecuencia/cofase‌

• ‌Caso teórico:
• Se dúas entradas teñen a mesma frecuencia e a mesma fase (por exemplo, amplificadores sincronizados impulsados ​​polo mesmo sinal),Rnon disipa potencia e a potencia total combínase enIN‌.
• Por exemplo, dúas entradas de 50 W poderían combinarse teoricamente para xerar 100 W aINse as liñas de microstrip poden manexar a potencia total.
• ‌Desafíos prácticos:
• A aliñación de fase perfecta é case imposible de manter en sistemas reais.
• Os divisores de potencia carecen de robustez para a combinación de alta potencia, xa que mesmo pequenos desaxustes poden causarRpara absorber sobretensións inesperadas, que provocan avarías.

‌4. Superioridade das solucións alternativas (por exemplo, acopladores híbridos de 3 dB)‌

• ‌Acopladores híbridos de 3dB:
• Utilizar estruturas de cavidade con terminacións de carga externas de alta potencia, o que permite unha disipación eficiente da calor e unha alta capacidade de manexo de potencia (por exemplo, máis de 100 W).
• Proporciona illamento inherente entre os portos e tolera desaxustes de fase/frecuencia. A enerxía desaxustada desvíase de forma segura á carga externa en lugar de danar os compoñentes internos.
• ‌Flexibilidade de deseño:
• Os deseños baseados en cavidades permiten unha xestión térmica escalable e un rendemento robusto en aplicacións de alta potencia, a diferenza dos divisores de potencia baseados en microstrip.

‌Conclusión‌

Os divisores de potencia non son axeitados para a combinación de alta potencia debido á limitada capacidade de manexo de potencia da resistencia de illamento, ao deseño térmico inadecuado e á sensibilidade aos desaxustes de fase/frecuencia. Mesmo en escenarios ideais de cofase, as restricións estruturais e de fiabilidade fan que sexan pouco prácticos. Para a combinación de sinais de alta potencia, dispositivos dedicados como ‌Acopladores híbridos de 3dBPrefírense, xa que ofrecen un rendemento térmico superior, tolerancia a desaxustes e compatibilidade con deseños de alta potencia baseados en cavidades.

Concept ofrece unha gama completa de compoñentes pasivos de microondas para aplicacións militares, aeroespaciais, de contramedidas electrónicas, comunicación por satélite e comunicación troncal: divisor de potencia, acoplador direccional, filtro, dúplexor, así como compoñentes LOW PIM de ata 50 GHz, con boa calidade e prezos competitivos.

Benvidos á nosa web:www.concept-mw.comou póñase en contacto connosco ensales@concept-mw.com