Calculadora de Acoplador Direcional

Os acopladores direcionais são componentes integrais usados em engenharia de radiofrequência para separar ou combinar sinais dentro de uma linha de transmissão. São cruciais para aplicativos que requerem o roteamento de sinal como isolar, separar ou combinar sinais da maneira em que um alto isolamento, uma baixa perda de inserção e valores de acoplamento específicos são essenciais.

Histórico

A origem dos acopladores direcionais remonta aos primórdios da engenharia de micro-ondas. Inicialmente, serviram como ferramentas básicas para medir níveis de potência e relações de onda estacionária em sistemas de micro-ondas. O design e os aplicativos evoluíram significativamente, possibilitando um controle e medição precisos de sinais RF em vários sistemas, de telecomunicações até radares.

Fórmula de Cálculo

Acopladores direcionais são caracterizados por vários parâmetros: acoplamento, perda de acoplamento, perda de inserção e diretividade. Esses parâmetros são derivados usando as seguintes relações:

• Acoplamento (dB) é calculado como \(-10 \log_{10}(\frac{P4}{P1})\), em que \(P4\) é a potência acoplada e \(P1\) é a potência de entrada.
• Perda de Acoplamento (dB) é a razão logarítmica de \(1-\frac{P4}{P1}\), representando a potência não acoplada à saída.
• Perda de Inserção (dB) é determinada por \(-10 \log_{10}(\frac{P2 + P3 + P4}{P1})\), indicando a potência perdida pelo acoplador.
• Diretividade (dB) é calculada como \(-10 \log_{10}(\frac{P3}{P4})\), medindo a habilidade do acoplador de diferenciar entre a potência direta e a inversa.

Exemplo de Cálculo

Tendo como entrada \(P1 = 30 \text{dBm}\), \(P2 = 29,5 \text{dBm}\), \(P3 = 1 \text{dBm}\) e \(P4 = 5 \text{dBm}\), as saídas calculadas são:

• Acoplamento = 7,78 dB
• Perda de Acoplamento = 0,8 dB
• Perda de Inserção = -0,73 dB
• Diretividade = 7 dB

Importância e Cenários de Uso

Acopladores direcionais são cruciais para monitorar e controlar sinais RF sem interromper o caminho principal de sinal.