양방향 크로스가이드 커플러, 9~9.5GHz, 40dB, FBP100, SMA

양방향 크로스가이드 커플러는 마이크로파 RF 시스템에 사용되는 고정밀 수동 소자입니다. 핵심 기능은 주 전송 채널에서 순방향 진행파(입사파)와 역방향 진행파(반사파) 신호의 에너지를 동시에 샘플링하고 분리하여 주 신호 전송에 큰 영향을 주지 않는 것입니다. 이 소자는 고전적인 도파관 구조를 채택하여 낮은 손실과 높은 전력 용량을 보장하며, 커플링 포트는 표준 SMA 인터페이스를 사용하여 손쉬운 통합 및 테스트가 가능합니다.

주요 특징:

1. 정밀한 주파수 범위: 동작 주파수 대역은 9GHz에서 9.5GHz까지 엄격하게 커버하며, X-밴드 시스템에 최적화되어 해당 범위 내에서 평탄한 응답과 뛰어난 전기적 성능을 보여줍니다.
2. 40dB 고결합: 정밀한 40dB 결합을 제공하여 메인 채널에서 1만분의 1의 에너지만 샘플링하므로 메인 시스템 신호 전송에 미치는 영향을 최소화하여 고출력, 고정밀 모니터링 애플리케이션에 이상적입니다.
3. 양방향 결합 기능: 독특한 "교차" 구조를 활용하여 단일 장치에서 두 개의 독립적인 결합 출력을 제공합니다. 하나는 순방향으로 진행하는 입사파를 샘플링하는 데 사용하고, 다른 하나는 역방향으로 진행하는 반사파를 샘플링하는 데 사용합니다. 이는 시스템 디버깅 및 오류 진단 효율을 크게 향상시킵니다.
4. 도파관 기반 설계, 탁월한 성능:
낮은 삽입 손실: 주 채널은 직사각형 도파관을 사용하여 높은 전송 효율과 최소한의 고유 손실을 보장합니다.
높은 전력 용량: 높은 평균 및 최대 전력 수준을 견딜 수 있어 레이더 시스템과 같은 고출력 애플리케이션의 요구 사항을 충족합니다.
높은 지향성과 절연성: 입사파와 반사파를 정확하게 구분하는 동시에 포트 간 신호 간섭을 효과적으로 억제하여 샘플링된 데이터의 진위성과 정확성을 보장합니다.
5. 커플링 포트용 SMA 커넥터: 커플링 출력 포트는 표준 SMA 암 인터페이스를 갖추고 있어 동축 케이블 및 대부분의 테스트 장비(예: 스펙트럼 분석기, 전력계)에 직접 연결할 수 있으므로 플러그 앤 플레이 방식으로 작동하여 시스템 통합 및 외부 회로 설계를 크게 간소화합니다.

일반적인 적용 분야:

1. 레이더 시스템: 송신기 출력 전력과 안테나 포트 반사 전력을 실시간으로 모니터링하여 고가의 송신기를 보호하고 안정적인 레이더 시스템 작동을 보장하는 중요한 "경비" 장치 역할을 합니다.
2. 위성 통신 지상국: 업링크 전력 모니터링 및 다운링크 신호 샘플링에 사용되어 통신 링크의 안정성과 신뢰성을 보장하고 전송 품질을 최적화합니다.
3. 실험실 테스트 및 측정: 벡터 네트워크 분석기(VNA) 테스트 시스템의 외부 액세서리로 사용할 수 있으며, 고출력 조건에서 S-파라미터 테스트, 안테나 성능 평가 및 시스템 임피던스 매칭 디버깅을 가능하게 합니다.
4. 마이크로파 무선 및 전자전 대책(ECM): 실시간 신호 모니터링 및 시스템 교정을 위해 정밀한 전력 제어 및 신호 분석이 필요한 전자전 시스템에 사용됩니다.

퀄웨이브(Qualwave Inc.)는 최대 220GHz의 주파수 범위를 지원하는 다양한 광대역 고출력 커플러를 제공합니다. 그중에서도 광대역 고출력 양방향 크로스가이드 커플러는 2.6GHz~50.1GHz의 주파수 범위에서 작동하며 증폭기, 송신기, 실험실 테스트, 레이더 시스템 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 본 논문에서는 9~9.5GHz 대역의 양방향 크로스가이드 커플러를 소개합니다.