পৃষ্ঠ মাউন্ট দিকনির্দেশক কাপলার ব্যবহার করে আরএফ পাওয়ার পর্যবেক্ষণ সরঞ্জামের আকার হ্রাস করা

নন RF সার্কিট বিশ্লেষণ বা প্রকৃত সার্কিট বোর্ড এবং ডেস্কটপ কাজের সাথে জড়িত ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য, তাদের আগ্রহের প্রধান সিগন্যাল প্যারামিটার হল ডিজাইনের নির্দিষ্ট পয়েন্টে ভোল্টেজ এবং কারেন্ট। এই পরামিতিগুলি একটি ভোল্টমিটার, অসিলোস্কোপ বা কারেন্ট সেন্সিং প্রতিরোধক ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেতে পারে।

বিপরীতে, তারযুক্ত এবং বেতার আরএফ ক্ষেত্রের কর্মীরা 1 mW (dBm) এর উপর ভিত্তি করে ওয়াট বা মিলিওয়াট (mW), বা ডেসিবেল (dB) শক্তিতে ফোকাস করে। যাইহোক, আরএফ পাওয়ার পরিমাপ করা সহজ কাজ নয় কারণ সাধারণ ভোল্টেজ বা কারেন্টের মতো কোনো জিনিস নেই যা পাওয়ার ট্রান্সমিশন সিগন্যাল পিকআপ পয়েন্টে হস্তক্ষেপ করবে। বিপরীতে, অনন্য সংকেত ট্রান্সমিটার এবং স্কিম RF শক্তি স্তরের মূল্যায়ন করতে ব্যবহার করা উচিত।

দিকনির্দেশক কাপলার হল সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি, যা একটি প্যাসিভ ডিভাইস যা একটি নির্দিষ্ট কাপলিং ডিগ্রী সহ RF সিগন্যাল "পিক আপ" করতে পারে এবং সিগন্যাল এবং স্যাম্পলিং পোর্টের মধ্যে উচ্চ বিচ্ছিন্নতা প্রদান করতে পারে।

এটি একটি সম্পূর্ণরূপে বৈধ প্রযুক্তি যা আমাদের নির্দেশমূলক কাপলারের কাজের নীতি বুঝতে দেয়। তারপর, আমরা অন্বেষণ করব কিভাবে উপকরণের অগ্রগতি কপ্লারগুলির বিকাশকে চালিত করতে পারে, তাদের কম-পাওয়ার সার্কিটের জন্য উপযুক্ত মাইক্রো সারফেস মাউন্ট প্রযুক্তি (SMT) ডিভাইসগুলিতে হ্রাস করে।

দিকনির্দেশক কাপলারের কাজের নীতি
ইউনিভার্সাল ফোর পোর্ট কাপলারে প্যাসিভ আরএফ ফাংশন রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে কাপলিং পোর্ট (ফরোয়ার্ড) এবং আইসোলেশন (বিপরীত বা প্রতিফলন) পোর্ট (চিত্র 1, শীর্ষ চিত্র)। দিকনির্দেশক কাপলার একটি তিনটি বন্দর কাঠামো যা বিচ্ছিন্ন পোর্ট ব্যবহারের প্রয়োজন হয় না; এই কনফিগারেশনটি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় যেগুলির জন্য শুধুমাত্র একটি একক ফরওয়ার্ড কাপলিং (দিকনির্দেশক) আউটপুট প্রয়োজন (চিত্র 1, নীচের চিত্র)।

একটি দিকনির্দেশক কাপলারের কাজ হল লাইনের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন না করে সিগন্যাল ট্রান্সমিশন লাইনে পাওয়ার স্যাম্পলিং করা। এটি পরীক্ষা লাইনে পাওয়ার সাপ্লাইতে লোড যোগ করা এড়াতে একটি উচ্চ প্রতিবন্ধক ভোল্টমিটার ব্যবহার করার মতো কিছুটা।

এই দিকনির্দেশক কাপলিং প্রযুক্তির সাহায্যে, সাধারণ নিম্ন-স্তরের ডিটেক্টর বা ফিল্ড শক্তি মিটার এবং শক্তি পরিমাপ ডিভাইসগুলি সংকেত শক্তি পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। নির্দিষ্ট ইনপুট পাওয়ারের একটি ছোট অংশ পরিমাপের উদ্দেশ্যে ইনপুট পোর্ট P1 থেকে কাপলিং পোর্ট P3 পর্যন্ত ঘটনা হবে। অবশিষ্ট ইনপুট শক্তি প্রেরণ করা হয় (পাস বা আউটপুট হিসাবে উল্লেখ করা হয়) ট্রান্সমিশন পোর্ট P2 এ।

দিকনির্দেশক কাপলারগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল তাদের একমুখী শক্তি সংযোগের বৈশিষ্ট্য; শুধুমাত্র একমুখী সংক্রমণ শক্তি সংযোগ; আউটপুট পোর্টে প্রবেশ করা কোনো অপ্রত্যাশিত শক্তি পোর্ট P3 এর পরিবর্তে অব্যবহৃত টার্মিনাল আইসোলেশন পোর্ট P4 এর সাথে মিলিত হবে, তবে এই পরিস্থিতি দিকনির্দেশক কাপলারের দিকনির্দেশক প্রবাহে হস্তক্ষেপ করবে না।

চিত্র 1: একটি দিকনির্দেশক কাপলার হল একটি তিনটি পোর্ট প্যাসিভ RF কার্যকরী ডিভাইস যা ইনপুট পোর্ট P1 থেকে ট্রান্সমিশন (আউটপুট) পোর্ট P2 পর্যন্ত প্রধান একক পথকে প্রভাবিত না করে পরিমাপের জন্য P1-এর কিছু ঘটনা শক্তিকে কাপলিং পোর্ট P3-তে স্থানান্তর করতে পারে; একটি দিকনির্দেশক কাপলার হল একটি চারটি পোর্ট দ্বিমুখী কাপলারের একটি একমুখী সাব ডিভাইস। (ছবির উৎস: উইকিপিডিয়া)

এই শীর্ষ-স্তরের পরামিতিগুলি নির্দেশমূলক কাপলারগুলি নির্দিষ্ট করতে ব্যবহৃত হয়:

কাপলিং ডিগ্রি: ইনপুট পাওয়ারের অনুপাত (P1 এ) কাপলিং পোর্টে (P3) প্রেরণ করা হয়।
দিকনির্দেশনা: এই পরামিতিটি সামনে এবং পিছনের দিকের তরঙ্গ প্রচারের মধ্যে পার্থক্য করার জন্য কাপলারের ক্ষমতাকে প্রতিনিধিত্ব করে, যা কাপলিং (P3) পোর্ট এবং বিচ্ছিন্নতা (P4) পোর্ট থেকে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে।
বিচ্ছিন্নতা: নন-কাপল্ড লোড (P4) এ বিদ্যুৎ সরবরাহ করা হয়।
সন্নিবেশ ক্ষতি: ট্রান্সমিশন পোর্টে ইনপুট পাওয়ারের ক্ষয়কে বোঝায়, যার মধ্যে পাওয়ার কম্পোনেন্টকে কাপলিং পোর্ট এবং আইসোলেশন পোর্টে সরিয়ে দেওয়া হয়।
রিটার্ন লস: এই প্যারামিটারটি প্রতিবন্ধকতার অমিলের কারণে P1 পোর্টে প্রতিফলিত শক্তিকে প্রতিনিধিত্ব করে।
উন্নত উপকরণের ব্যবহার দিকনির্দেশক কাপলারের ভলিউম কমাতে পারে
দিকনির্দেশক কাপলার নির্মাণের অনেক পদ্ধতি আছে। একটি ঐতিহাসিক দৃষ্টিকোণ থেকে, দিকনির্দেশক কাপলারগুলি ওয়েভগাইড বা সমাক্ষ তারের মাধ্যমে অর্জন করা হয়েছে, যা উচ্চ শক্তি প্রয়োগের জন্য এখনও প্রয়োজনীয়। যাইহোক, আধুনিক লো-এন্ড আরএফ সার্কিট, যেমন বেস স্টেশনগুলিতে, অনেক ছোট কাপলার প্রয়োজন। উচ্চ অস্তরক ধ্রুবক সিরামিক সাবস্ট্রেটে স্ট্রিপ লাইন বা মাইক্রোস্ট্রিপ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে এটি অর্জন করা যেতে পারে।

মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন হল একটি প্ল্যানার ট্রান্সমিশন লাইন প্রযুক্তি যা একটি ডাইইলেকট্রিক সাবস্ট্রেট দ্বারা স্থল সমতল থেকে বিচ্ছিন্ন একটি পরিবাহী স্ট্রিপ ব্যবহার করে। সম্পূর্ণ ডিভাইস, যেমন অ্যান্টেনা, কাপলার, ফিল্টার এবং পাওয়ার ডিভাইডার, সাবস্ট্রেটের উপর ধাতব প্যাটার্ন স্ট্রাকচার দ্বারা গঠিত এবং উচ্চ-নির্ভুল মাত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অন্যান্য ট্রান্সমিশন লাইন প্রযুক্তির তুলনায়, মাইক্রোস্ট্রিপ লাইন প্রযুক্তি ব্যবহার করে নির্মিত ছোট ডিভাইসগুলি হালকা, আরও কমপ্যাক্ট এবং সাধারণত সস্তা। এই ধরনের ডিভাইসটি প্রায় দশ ওয়াটের একটি মাঝারি স্তরের শক্তি পরিচালনা করতে পারে।

সাবস্ট্রেট হিসাবে উচ্চ-কে উপকরণ ব্যবহার করে RF সংকেতগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছোট করতে পারে এবং ডিভাইসের সামগ্রিক আকার হ্রাস করতে পারে। দয়া করে মনে রাখবেন যে একাডেমিক সাহিত্য কখনও কখনও ছোট হাতের 'কে' ব্যবহার করে, যা আরও আনুষ্ঠানিক উপকরণে 'কাপা' হিসাবে উল্লেখ করা হয়।

হাই-কে উপকরণ এবং নোলসের উচ্চ-নির্ভুল পাতলা-ফিল্ম মাইক্রোস্ট্রিপ প্রক্রিয়া প্রযুক্তি দিয়ে তৈরি দিকনির্দেশক কাপলার ব্যবহার করে, RF ডিজাইনাররা কঠোর কর্মক্ষমতা সহনশীলতা বজায় রেখে RF সার্কিটের আকার, ওজন এবং শক্তি (SWaP) কমাতে পারে।

এই উচ্চ-কে উপাদানগুলির সুবিধা এবং প্রভাবগুলি অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ, যেমন চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে: তিনটি সাধারণ অস্তরক পদার্থের অস্তরক ধ্রুবক এবং সংশ্লিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য (PTFE, FR-4, এবং অ্যালুমিনা) এবং 25 গিগাহার্টজ (GHz) নোলস (PG, CF, এবং CG) দ্বারা তৈরি তিনটি কাস্টমাইজড সাবস্ট্রেট। তাদের CF সাবস্ট্রেটের একটি অস্তরক ধ্রুবক 25, যেখানে FR-4 উপাদানের অস্তরক ধ্রুবক 4.8। অতএব, CF উপাদান দিয়ে তৈরি ডিভাইসগুলির একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য FR-4 উপাদান ডিভাইসের 2/5 পর্যন্ত সংক্ষিপ্ত করা হয়, যা ডিভাইসের আকারে একটি উল্লেখযোগ্য হ্রাস অর্জন করে।