El acoplador direccional es un componente pasivo de radiofrecuencia esencial en sistemas de telecomunicaciones. Consta de cuatro puertos definidos que permiten obtener una muestra de la señal sin interrumpir la transmisión principal, facilitando el monitoreo y la medición de potencias.
Definición de Puertos
Un acoplador direccional cuenta con cuatro puertos específicos:
- P1. Puerto de entrada: Es por donde se inyecta la señal.
- P2. Puerto de salida: Es por el que se extrae la señal de salida.
- P3. Puerto acoplado: Es por el que se obtiene una muestra de la señal de entrada.
- P4. Puerto aislado: Puerto que debe estar cargado con la impedancia característica del acoplador (50 Ω). Por regla general, el puerto aislado tiene la carga integrada internamente, con lo que a efectos prácticos el acoplador direccional se ve físicamente como un elemento de tres puertos.
Función Básica
La función básica del acoplador direccional consiste en obtener permanentemente una muestra de la señal de entrada, y por lo tanto de la señal de salida, pero con una potencia mucho menor. Esta potencia estará directamente relacionada con el valor del acoplamiento.
Dada esta función, el acoplador direccional se utiliza para poder monitorizar la señal que un transmisor (por ejemplo en una BTS) está enviando a una antena, sin necesidad de interrumpir la conexión entre el transmisor y el feeder de la antena.
Por otro lado, el acoplador direccional se utiliza también como un elemento fundamental para realizar medidas indirectas de grandes potencias, a través del puerto acoplado (ver aplicaciones).
Parámetros Básicos
Además del conjunto de parámetros que definen a cualquier tipo de sistema de radiofrecuencia, las características principales de un acoplador direccional son:
- Acoplamiento.
- Frecuencia de trabajo.
- Directividad.
- Aislamiento.
- Pérdidas de inserción y por acoplamiento.
Aplicaciones del Acoplador Direccional
Caso A: Monitoreo de la señal de salida de un transmisor en una BTS
En el caso que se muestra en la figura, podemos monitorear la señal de transmisión de una BTS, sin necesidad de interrumpir la transmisión.
En general, los equipos de medida no están preparados para medir altas potencias por métodos directos, por lo que es necesario realizar las medidas a través de una muestra de la señal que deseamos medir.
Por ejemplo, en este caso, además de parámetros como la frecuencia, podríamos medir también la potencia con la que está saliendo el transmisor, ya que en el equipo de medida inyectamos una muestra de la señal transmitida y conocemos la relación que existe entre la señal que se transmite y la muestra. Por otro lado, dadas las características de directividad de los acopladores, la señal de recepción no se verá apenas influida por la presencia del acoplador.
Caso B: Medida de Onda Reflejada en un Sistema Radiante
En este caso, inyectamos la señal de un generador de RF a la frecuencia a la que queremos probar el sistema radiante por la salida del acoplador direccional.
La señal reflejada, debida a la desadaptación entre línea de transmisión y sistema radiante, entrará en el acoplador direccional por la entrada de este, y una fracción conocida de dicha señal (dependerá del grado de acoplamiento del acoplador), pasará al equipo de medida (en este caso una analizador de espectros), a través del puerto acoplado. Por lo tanto, mediante este método podremos medir la onda reflejada por la antena para una frecuencia determinada.
Si aplicamos un barrido de frecuencia en la banda de trabajo de la antena, en lugar de un simple tono, podemos obtener la respuesta en frecuencia de dicha antena.
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