고전력 결합 애플리케이션에서 전력 분배기의 한계는 다음과 같은 주요 요인에 기인할 수 있습니다.
1. 절연 저항(R)의 전력 처리 한계
- 전력 분배 모드:
- 전력 분배기로 사용할 경우 입력 신호는 IN는 두 개의 동일 주파수, 동일 위상 신호로 분할됩니다.A그리고B.
- 절연 저항기 R전압 차이가 발생하지 않으므로 전류 흐름이 없고 전력 손실도 없습니다. 전력 용량은 마이크로스트립 회선의 전력 처리 능력에 의해서만 결정됩니다.
- 결합 모드:
- 결합기로 사용할 경우 두 개의 독립적인 신호(아웃1그리고아웃2) 다른 주파수 또는 위상이 적용됩니다.
- 전압 차이가 발생합니다.A그리고B, 전류가 흐르게 함R. 에서 소모된 전력R 는 와 같습니다½(아웃1 + 아웃2). 예를 들어, 각 입력이 10W인 경우, R10W 이상을 견뎌야 합니다.
- 그러나 표준 전력 분배기의 절연 저항은 일반적으로 열 방출이 불충분한 저전력 부품이기 때문에 고전력 조건에서 열적 고장이 발생하기 쉽습니다.
2. 구조 설계 제약 조건
- 마이크로스트립 라인 제한 사항:
- 전력 분배기는 종종 마이크로스트립 라인을 사용하여 구현되는데, 이는 전력 처리 용량이 제한적이고 열 관리가 불충분합니다(예: 물리적 크기가 작고 방열 면적이 낮음).
- 저항기R는 고전력 소모를 위해 설계되지 않아 결합기 애플리케이션의 안정성이 더욱 제한됩니다.
- 위상/주파수 감도:
- 두 입력 신호 간의 위상 또는 주파수 불일치(실제 시나리오에서 일반적)는 전력 소모를 증가시킵니다.R, 열 스트레스를 악화시킵니다.
3. 이상적인 동일 주파수/동일 위상 시나리오의 한계
- 이론적 사례:
- 두 입력이 완벽하게 동일 주파수 및 동일 위상인 경우(예: 동일한 신호로 구동되는 동기화된 증폭기)R 전력을 소모하지 않으며 총 전력은 에서 결합됩니다.IN.
- 예를 들어, 이론적으로 두 개의 50W 입력이 100W로 결합될 수 있습니다.IN마이크로스트립 라인이 전체 전력을 처리할 수 있다면.
- 실제적인 도전:
- 실제 시스템에서는 완벽한 위상 정렬을 유지하는 것이 거의 불가능합니다.
- 전력 분배기는 고전력 결합에 대한 견고성이 부족합니다. 사소한 불일치도 원인이 될 수 있기 때문입니다.R예상치 못한 전력 서지를 흡수하여 고장을 방지합니다.
4. 대안 솔루션의 우수성(예: 3dB 하이브리드 커플러)
- 3dB 하이브리드 커플러:
- 외부 고전력 부하 종단을 갖춘 캐비티 구조를 활용하여 효율적인 방열과 높은 전력 처리 용량(예: 100W+)을 구현합니다.
- 포트 간 고유 절연을 제공하고 위상/주파수 불일치를 허용합니다. 불일치 전력은 내부 부품을 손상시키지 않고 외부 부하로 안전하게 전환됩니다.
- 디자인 유연성:
- 캐비티 기반 설계는 마이크로스트립 기반 전력 분배기와 달리 고전력 애플리케이션에서 확장 가능한 열 관리와 견고한 성능을 제공합니다.
결론
전력 분배기는 절연 저항의 제한된 전력 처리 용량, 부적절한 열 설계, 그리고 위상/주파수 불일치에 대한 민감성으로 인해 고전력 결합에 적합하지 않습니다. 이상적인 동일 위상 조건에서도 구조적 및 신뢰성 제약으로 인해 실용성이 떨어집니다. 고전력 신호 결합의 경우, 3dB 하이브리드 커플러는 우수한 열 성능, 불일치에 대한 내성, 캐비티 기반 고전력 설계와의 호환성을 제공하므로 선호됩니다.
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게시 시간: 2025년 4월 29일