Combinadores y divisores RF

Los combinadores y divisores RF, también conocidos como combinadores y splitters, son dispositivos y módulos de puertos múltiples que combinan o dividen señales de RF entre un solo puerto y los demás puertos. Estos incluyen divisores activos, baluns de flujo acoplados, divisor y combinadores Wilkinson y combinadores Doherty.

Los circuitos integrados (IC) de divisores RF activos están disponibles para aplicaciones como distribución RF en los módulos de divisor de cable, decodificadores con sintonización múltiple y sistemas CATV. Estas se especifican con ganancia fija, aislamiento de puerto, banda de frecuencia y factor de ruido (NF) del amplificador para evaluar la degradación en la calidad de la señal. Los dispositivos están disponibles con 2, 3 o 4 puertos de salida.  Un divisor de balun de flujo pasivo acoplado es un transformador con el centro de devanado secundario conectado a tierra. Una señal a través del devanado primario induce 180^o señales fuera de fase que se emitirán en los extremos de los devanados de la bobina secundaria respecto a la otra.

Los combinadores RF fabricados de elementos pasivos son redes recíprocas que se pueden usar a la inversa para dividir las señales. Estos utilizan secciones de cuarto de onda con implementaciones que incluyen agrupado pasivo, microstrip, línea de transmisión, guía de onda y cable coaxial. Las secciones de cuarto de onda provocan la adición o cancelación de las señales en los puertos. Un divisor/combinador de potencia Wilkinson es un dispositivo de tres puertos pasivo. Las secciones de cuarto de onda de dos puertos suman señales de forma constructiva en un puerto combinando, pero provocan aislamiento debido a una diferencia de la fase de media longitud de onda entre los puertos del divisor. Un resistor ubicado entre los puertos del divisor disipa cualquier potencia reflejada provocada por la falta de coincidencia en proporcionar aislamiento de puerto.

Los combinadores Doherty están destinados a usarse como parte de un amplificador Doherty, un amplificador RF diseñado para una amplificación eficiente y consta de dos amplificadores polarizados diferentes en paralelo (portador y cumbre). Constan de dos líneas de compensación y un inversor de impedancia de línea de transmisión de 90 grados. El puerto combinado presenta una impedancia de 25 W debido a cómo se suman los amplificadores. Esto es equiparable con 50 W mediante una línea de transmisión de 35 W que actúa como un transformador de impedancia de cuarto de onda. Esto transforma la impedancia presentada por la carga que es de doble impedancia (recíproca):

Z_en = Z_o²/Z_L

 

Donde Z_o = impedancia característica de 35 W de la sección de cuarto de onda

Z_L = terminación de 50 W

Las especificaciones importantes del combinador incluyen el aislamiento entre los nodos que se dividen o combinan, equilibrio de fases entre los puertos, a partir de la pérdida de inserción (atenuación) entre los puertos de división y el puerto combinado y la correspondencia del puerto se expresa como una pérdida de retorno.