Waarom vermogensdelers niet gebruikt kunnen worden als hoogvermogencombinatoren

De beperkingen van vermogensdelers bij toepassingen waarbij hoge vermogens worden gecombineerd, kunnen worden toegeschreven aan de volgende belangrijke factoren:

‌1. Beperkingen van de isolatieweerstand (R) bij het verwerken van vermogen‌

• ‌Vermogensverdelermodus‌:
• Bij gebruik als vermogensdeler wordt het ingangssignaal bij ‌IN‌ wordt gesplitst in twee co-frequentie, co-fase signalen op punten ‌AEnB‌.
• De isolatieweerstand ‌R‌ ervaart geen spanningsverschil, wat resulteert in een stroomsterkte van nul en geen vermogensverlies. De vermogenscapaciteit wordt uitsluitend bepaald door het vermogen van de microstriplijn.
• ‌Combiner-modus‌:
• Bij gebruik als combiner worden twee onafhankelijke signalen (van ‌UIT1EnUIT2‌) met verschillende frequenties of fasen worden toegepast.
• Er ontstaat een spanningsverschil tussen ‌AEnB‌, waardoor er stroom door ‌ vloeitR‌. De kracht verdween in ‌Ris gelijk aan½(UIT1 + UIT2)‌. Als elke ingang bijvoorbeeld 10 W is, ‌Rmoet ≥10W kunnen weerstaan.
• De isolatieweerstand in standaard vermogensdelers is echter doorgaans een onderdeel met een laag vermogen dat onvoldoende warmte afvoert, waardoor deze gevoelig is voor thermisch falen bij hoge vermogens.

‌2. Structurele ontwerpbeperkingen‌

• ‌Beperkingen van microstriplijnen‌:
• Vermogensverdelers worden vaak geïmplementeerd met behulp van microstriplijnen. Deze hebben een beperkte vermogensverwerkingscapaciteit en onvoldoende thermisch beheer (bijvoorbeeld te kleine fysieke omvang, laag warmteafvoergebied).
• De weerstand ‌Ris niet ontworpen voor een hoog vermogensverlies, waardoor de betrouwbaarheid in combinertoepassingen verder wordt beperkt.
• ‌Fase-/frequentiegevoeligheid‌:
• Elke fase- of frequentieafwijking tussen de twee ingangssignalen (vaak voorkomend in realistische scenario's) verhoogt het vermogensverlies in ‌R‌, waardoor de thermische stress toeneemt.

‌3. Beperkingen in ideale co-frequentie/co-fase scenario's‌

• ‌Theoretische casus‌:
• Als twee ingangen perfect dezelfde frequentie en dezelfde fase hebben (bijvoorbeeld gesynchroniseerde versterkers die door hetzelfde signaal worden aangestuurd),R‌ verbruikt geen vermogen en het totale vermogen wordt gecombineerd op ‌IN‌.
• Twee 50W-ingangen kunnen bijvoorbeeld theoretisch worden gecombineerd tot 100W bij ‌IN‌of de microstriplijnen het totale vermogen aankunnen.
• ‌Praktische uitdagingen‌:
• Het is in echte systemen vrijwel onmogelijk om een ​​perfecte fase-uitlijning te handhaven.
• Vermogensverdelers zijn niet robuust genoeg voor het combineren van hoge vermogens, omdat zelfs kleine afwijkingen kunnen leiden tot ‌Rom onverwachte stroompieken op te vangen die tot storingen kunnen leiden.

‌4. Superioriteit van alternatieve oplossingen (bijv. 3dB hybride koppelingen)‌

• ‌3dB hybride koppelingen‌:
• Maak gebruik van holtestructuren met externe aansluitingen voor hoog vermogen, waardoor efficiënte warmteafvoer en een hoge vermogenscapaciteit (bijv. 100 W+) mogelijk zijn.
• Zorg voor inherente isolatie tussen poorten en tolereer fase-/frequentieverschillen. Ongelijke stroom wordt veilig omgeleid naar de externe belasting zonder interne componenten te beschadigen.
• ‌Ontwerpflexibiliteit‌:
• Holtegebaseerde ontwerpen maken schaalbaar thermisch beheer en robuuste prestaties mogelijk bij toepassingen met een hoog vermogen, in tegenstelling tot microstrip-gebaseerde vermogensverdelers.

‌Conclusie‌

Vermogensverdelers zijn ongeschikt voor het combineren van hoogvermogens vanwege de beperkte vermogenscapaciteit van de isolatieweerstand, het ontoereikende thermische ontwerp en de gevoeligheid voor fase-/frequentieverschillen. Zelfs in ideale co-fase scenario's zijn ze onpraktisch vanwege structurele en betrouwbaarheidsbeperkingen. Voor het combineren van hoogvermogenssignalen zijn speciale apparaten zoals ‌3dB hybride koppelingen‌ hebben de voorkeur omdat ze superieure thermische prestaties bieden, bestand zijn tegen mismatches en compatibel zijn met op holtes gebaseerde ontwerpen met hoog vermogen.

Concept biedt een volledig assortiment passieve microgolfcomponenten voor militaire, lucht- en ruimtevaart-, elektronische tegenmaatregelen-, satellietcommunicatie- en trunkingcommunicatietoepassingen: vermogensverdeler, richtkoppeling, filter, duplexer en LOW PIM-componenten tot 50 GHz, met een goede kwaliteit en concurrerende prijzen.

Welkom op onze website:www.concept-mw.comof neem contact met ons op viasales@concept-mw.com