カプラは、異なる回路またはシステム間で信号を送信するために使用される受動デバイスです。無線周波数およびマイクロ波の分野で広く使用されています。その主な機能は、主伝送線路から二次線路に一定の割合の電力を結合して、信号の分配、監視、またはフィードバックを実現することです。
カプラーの仕組み
カプラは通常、伝送線路または導波管構造で構成され、電磁場の結合効果を通じて主線路内の信号エネルギーの一部を結合ポートに転送します。この結合プロセスは幹線の信号伝送に大きな影響を与えることはなく、システムの正常な動作が保証されます。
主なカプラーの種類
方向性結合器: 4 つのポートがあり、信号の監視とフィードバック制御のために入力信号の一部を特定の出力ポートに方向的に結合できます。
電力分配器: 入力信号を複数の出力ポートに均等な割合で分配し、アンテナ アレイやマルチチャネル システムでよく使用されます。
ハイブリッド カプラ: 入力信号を、振幅は等しいが位相が異なる複数の出力信号に分割できます。移相器やバランスアンプに広く使用されています。
カプラーの主要パラメータ
結合係数: 結合ポートが受信した信号電力と入力電力の比率を示し、通常はデシベル (dB) で表されます。
分離: 未使用のポート間の信号分離の程度を測定します。分離が高くなるほど、ポート間の干渉が小さくなります。
挿入損失: 信号がカプラーを通過するときの電力損失を指します。挿入損失が低いほど、信号の伝送効率は高くなります。
定在波比 (VSWR): カプラー ポートのインピーダンス マッチングを反映します。 VSWR が 1 に近づくほど、マッチング パフォーマンスが向上します。
カプラーの適用分野
信号モニタリング: 無線周波数システムでは、主信号の伝送に影響を与えることなく、モニタリングおよび測定のために信号の一部を抽出するためにカプラが使用されます。
電力分配: アンテナ アレイでは、カプラーを使用して信号を個々のアンテナ要素に均等に分配し、ビームフォーミングと方向制御を実現します。
フィードバック制御: 増幅回路では、出力信号の一部を抽出し、それを入力にフィードバックしてゲインを安定させ、直線性を向上させるためにカプラーが使用されます。
信号合成: 通信システムでは、カプラを使用して複数の信号を 1 つの信号に合成し、送信と処理を容易にすることができます。
最新の技術進歩
通信技術の急速な発展に伴い、高周波、高出力、広帯域幅といったカプラの性能要件が常に高まっています。近年、5G通信、レーダーシステム、衛星通信などの分野でのニーズに応え、より低い挿入損失、より高いアイソレーション、より広い動作周波数帯域を実現した、新素材・新プロセスによるカプラ製品が続々と登場しています。
結論は
カプラーは、RF およびマイクロ波システムの主要コンポーネントとして、信号の送信、分配、監視において重要な役割を果たします。その動作原理、タイプ、主要パラメータ、および応用分野を理解することは、適切なカプラを選択し、実際のプロジェクトでシステムのパフォーマンスを最適化するのに役立ちます。
投稿時刻: 2025 年 1 月 2 日