उच्च-शक्ति संयोजन अनुप्रयोगों में पावर डिवाइडर की सीमाओं को निम्नलिखित प्रमुख कारकों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है:
1. पृथक्करण प्रतिरोधक (R) की शक्ति प्रबंधन सीमाएँ
- पावर डिवाइडर मोड:
- जब इसे पावर डिवाइडर के रूप में उपयोग किया जाता है, तो इनपुट सिग्नल पर INकुछ बिंदुओं पर यह दो सम-आवृत्ति, सम-चरण संकेतों में विभाजित हो जाता है।AऔरB.
- पृथक्करण प्रतिरोधकRइसमें कोई वोल्टेज अंतर नहीं होता, जिसके परिणामस्वरूप शून्य धारा प्रवाह और शून्य विद्युत हानि होती है। विद्युत क्षमता पूरी तरह से माइक्रोस्ट्रिप लाइन की विद्युत-संचालन क्षमता द्वारा निर्धारित होती है।
- संयोजन मोड:
- जब इसका उपयोग कंबाइनर के रूप में किया जाता है, तो दो स्वतंत्र सिग्नल (से आउट1औरआउट2अलग-अलग आवृत्तियों या चरणों के साथ लागू किया जाता है।
- इनके बीच वोल्टेज अंतर उत्पन्न होता है।AऔरBजिसके कारण धारा का प्रवाह होता हैRऊर्जा का क्षय हुआ।Rबराबर है½(आउट1 + आउट2)उदाहरण के लिए, यदि प्रत्येक इनपुट 10W है,R ≥10W का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।
- हालांकि, मानक पावर डिवाइडर में आइसोलेशन रेसिस्टर आमतौर पर अपर्याप्त ऊष्मा अपव्यय वाला एक कम-शक्ति वाला घटक होता है, जिससे यह उच्च-शक्ति स्थितियों में थर्मल विफलता के लिए प्रवण हो जाता है।
2. संरचनात्मक डिजाइन संबंधी बाधाएँ
- माइक्रोस्ट्रिप लाइन की सीमाएँ:
- पावर डिवाइडर अक्सर माइक्रोस्ट्रिप लाइनों का उपयोग करके कार्यान्वित किए जाते हैं, जिनकी बिजली संभालने की क्षमता सीमित होती है और थर्मल प्रबंधन अपर्याप्त होता है (जैसे, छोटा भौतिक आकार, कम ऊष्मा अपव्यय क्षेत्र)।
- प्रतिरोधकRयह उच्च-शक्ति अपव्यय के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, जिससे कंबाइनर अनुप्रयोगों में विश्वसनीयता और भी सीमित हो जाती है।
- चरण/आवृत्ति संवेदनशीलता:
- दो इनपुट सिग्नलों के बीच किसी भी प्रकार का फेज या फ्रीक्वेंसी मिसमैच (जो वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में आम है) बिजली की खपत को बढ़ा देता है।Rजिससे ऊष्मीय तनाव और बढ़ जाता है।
3. आदर्श सह-आवृत्ति/सह-चरण परिदृश्यों में सीमाएँ
- सैद्धांतिक मामला:
- यदि दो इनपुट पूरी तरह से सह-आवृत्ति और सह-चरण में हों (उदाहरण के लिए, एक ही सिग्नल द्वारा संचालित सिंक्रनाइज़्ड एम्पलीफायर),Rयह किसी भी प्रकार की शक्ति का क्षय नहीं करता है, और कुल शक्ति संयुक्त रूप से एकत्रित होती है।IN.
- उदाहरण के लिए, सैद्धांतिक रूप से दो 50W इनपुट मिलकर 100W उत्पन्न कर सकते हैं।INयदि माइक्रोस्ट्रिप लाइनें कुल बिजली को संभाल सकती हैं।
- व्यावहारिक चुनौतियाँ:
- वास्तविक प्रणालियों में पूर्ण चरण संरेखण बनाए रखना लगभग असंभव है।
- उच्च-शक्ति संयोजन के लिए पावर डिवाइडर में मजबूती की कमी होती है, क्योंकि मामूली विसंगतियां भी समस्या पैदा कर सकती हैं।Rअप्रत्याशित बिजली के उतार-चढ़ाव को अवशोषित करने में असमर्थ, जिससे विफलता हो सकती है।
4. वैकल्पिक समाधानों की श्रेष्ठता (उदाहरण के लिए, 3dB हाइब्रिड कपलर)
- 3dB हाइब्रिड कपलर:
- बाहरी उच्च-शक्ति लोड टर्मिनेशन वाली कैविटी संरचनाओं का उपयोग करें, जिससे कुशल ऊष्मा अपव्यय और उच्च शक्ति-संचालन क्षमता (जैसे, 100W+) सक्षम हो सके।
- पोर्टों के बीच अंतर्निहित अलगाव प्रदान करें और फेज/आवृत्ति बेमेल को सहन करें। बेमेल बिजली को आंतरिक घटकों को नुकसान पहुंचाने के बजाय सुरक्षित रूप से बाहरी लोड की ओर मोड़ दिया जाता है।
- डिजाइन लचीलापन:
- माइक्रोस्ट्रिप-आधारित पावर डिवाइडर के विपरीत, कैविटी-आधारित डिज़ाइन उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में स्केलेबल थर्मल प्रबंधन और मजबूत प्रदर्शन की अनुमति देते हैं।
निष्कर्ष
उच्च-शक्ति संयोजन के लिए पावर डिवाइडर अनुपयुक्त होते हैं क्योंकि इनमें लगे आइसोलेशन रेसिस्टर की सीमित शक्ति-संभालने की क्षमता, अपर्याप्त थर्मल डिज़ाइन और फेज़/फ़्रीक्वेंसी बेमेल के प्रति संवेदनशीलता होती है। आदर्श सह-फेज़ परिदृश्यों में भी, संरचनात्मक और विश्वसनीयता संबंधी बाधाओं के कारण ये अव्यावहारिक होते हैं। उच्च-शक्ति सिग्नल संयोजन के लिए, विशेष उपकरणों जैसे कि 3dB हाइब्रिड कपलरइन्हें प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि ये बेहतर थर्मल प्रदर्शन, बेमेल के प्रति सहनशीलता और कैविटी-आधारित उच्च-शक्ति डिजाइनों के साथ अनुकूलता प्रदान करते हैं।
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पोस्ट करने का समय: 29 अप्रैल 2025