Аттенюатор: описание, назначение, виды и характеристики приборов

Аттенюатор — это линейное, активное или пассивное устройство электронного типа, плавно снижающее мощность или амплитуду сигнала без существенного изменения его формы.

Аттенюатор предназначен для поддержания безопасной работы, согласования импеданса отдельных включенных в цепь модулей, благодаря выравниванию мощности между их входом и выходом.

Также применение аттенюатора рекомендовано для обеспечения безопасности антенной системы при использовании ответвителей и отсутствии приборов контроля.

Подобные приборы позволяют вносить определенное затухание при передаче сигнала на короткие дистанции в одномодовых линиях, снимать перегрузку каскада на входе приемного устройства, предотвращая возможные нарушения функционирования сети. Аттенюаторы также применяют в системах WDM мультиплексирования.

Устройства подобного типа имеют следующие основные преимущества:

● Долгий срок использования;
● Стабильная степень затухания сигнала;
● Простота применения;
● Компактные габариты;
● Минимальные значения обратного отражения;
● Высокий уровень надежности;
● Широкий рабочий диапазон температур.

Применение аттенюаторов также позволяет объединять приемо-передающую аппаратуру, имеющую различные параметры затухания, в единую сеть, исключая при этом выход из строя приемных устройств. Небольшие приборы обеспечивают постоянство работы ВОЛС при минимальной погрешности спланированного снижения мощности, а также удобны в использовании с патч-кордами, оптическими кроссами.

Аттенюаторы классифицируются следующим образом:

В зависимости от воспроизводимых значений приборы бывают:

По диапазону частот устройства делятся на:

По способу подключения приборы могут быть:

● Коаксиальными;
● Волноводными;
● Коаксиально-волноводными.

По принципу действия радиоизмерительные аттенюаторы подразделяются на:

● Резисторные (емкостные);
● Предельные;
● Поляризационные;
● Поглощающие.

Данная группа устройств включает множество видов, решающих различные задачи.

Главными параметрами данного типа приборов выступают:

● Рабочий частотный диапазон;
● Диапазон значений ослабления;
● Возможные погрешности, существующие в рабочем диапазоне;
● Наибольшая поглощаемая мощность.

Низкочастотные и высокоточные приборы, ослабляющие сигнал при помощи емкостного или резистивного делителя.

Отрезки волновода, имеющие круглое сечение с внутренней поглощающей пластиной и изменяемым относительно направления поляризации углом поворота.

Выступают развязывающими устройствами в измерениях СВЧ. Работают по принципу затухания электромагнитных волн при взаимодействии с поглощающими материалами.

Предназначены для снижения мощности сигнала у входа приемного устройства оптического типа.

Существует два вида аттенюаторов оптического типа:

● С фиксированным затуханием;

Конструкция приборов предполагает наличие специальных оптических волокон. Применяются для существенного ослабления сигнала с одновременными малыми обратными потерями. Имеют уровень затухания 1−25 дБ. Фиксированное затухание вносится при помощи воздушного зазора определенной величины или специализированного встроенного поглощающего фильтра. Соединение возможно посредством пары патч-кордов оптического типа либо одноименной розетки и патч-корда.

● С регулируемым затуханием.

С помощью устройств данного типа возможна плавная регулировка затухания путем изменения размера воздушного промежутка между торцами феррул коммутируемых коннекторов.

Принцип работы устройства заключается в изменении оптических потерь при внедрении поглощающих фильтров между гранями световодов. Для согласования торцов используются фиксирующие излучение согласующие узлы.

Основными параметрами оптических аттенюаторов выступают:

● Длина калибровочной волны;
● Вид волокна;
● Размеры вносимых потерь;
● Разрешение;
● Диапазон затухания;
● Повторяемость формирования затухания;
● Уровень обратных потерь;
● Вид коннектора.

Устройства имеют следующие эксплуатационные преимущества:

● Отличаются простой и быстрой установкой;
● Компактны;
● Работают в широком температурном диапазоне от -40 до +70ºC;
● Выпускаются в двух исполнениях (розетка-розетка и розетка-вилка).

Приборы широко используются на магистральных, распределительных, внутризоновых, внутриобъектовых ВОЛС, а также при проведении лабораторных испытаний оборудования или контрольно-измерительных работ для имитации участков волоконно-оптических линий.

Аттенюаторы, используемые для нагрузки, защиты, затухания рассеиваемой мощности при измерении сигналов радиочастоты. Чаще всего бывают коаксиальными, имеют согласованные разъемы-порты и тонкопленочное, коаксиальное или микрополосковое внутреннее устройство. Важными характеристиками приборов такого типа выступают низкий КСВН, повторяемость, точность, плоская АХЧ.

Основные применяемые схемы — сбалансированные или несбалансированные варианты П-, Т- и Г-типа в зависимости от используемой линии. Например, коаксиальные линии требуют несбалансированных схем, а кабель типа витой пары — сбалансированных.

П-, Т-схемы применяются в общем случае, когда внутреннее сопротивление источника равно или превышает сопротивление нагрузки. Если один из портов имеет сопротивление, превышающее показатели другого, применяют Г-образную схему вычислений.

Схемы типов П, Т чаще всего выполнены на резисторах, имеют нереактивное сопротивление у каждого из портов. Для практического применения допустимо считать все напряжения, сопротивления, токи вещественными числами.

Для измерений мощности, формы сигнала возможно включение в систему анализатора спектра при участии понижающего мощность ответвителя, который предотвращает возможные поломки дорогостоящего анализатора.

При выборе подходящего устройства также должны быть учтены вносимые/возвратные потери. Вносимые потери отражают ослабление сигнала, вызванное каким-либо включенным в цепь дополнительным элементом. Возвратные потери показывают отношение мощности отраженного сигнала, существующего на участке линии связи, к мощности входного импульса.

Важнейшими техническими параметрами данных устройств выступают:

Измеряемое в децибелах затухание отражает снижение амплитуды колебаний, происходящее с течением времени.

Прибор, затухание которого составляет 3дБ снижает выходную мощность до половины от значений входной, 6 дБ — до ¼, 10 дБ — до одной десятой, 20 дБ — до одной сотой и т. д.

Диапазон частот может составлять, от 0 до 18 ГГц.

Находится в прямой зависимости от возможных ребер охлаждения, а также веса и площади поверхности резистивного материала.

Отражает уровень координирования нагрузки с линией передачи. Чем меньше значение КСВН, тем эффективнее работает аттенюатор.

Рассчитывается по специальной формуле: ∆А (0.2+0.013 А), где, А — конкретное значение затухания. Начальные потери при этом имеют значение не более 3 дБ.

Описывает взаимосвязь между последовательно происходящими измерениями, выполненными за короткий промежуток времени при тех же условиях (например тот же прибор, те же измеряемые величины и т. д.) Высокая повторяемость требует применения надежных разъемов и кабелей.

Амплитуда колебаний затухает со временем. Скорость уменьшения амплитуды отражает логарифмический декремент затухания.

Понижение амплитуды может осуществляться двумя способами: по типу воздушного зазора или поглощающего фильтра.

По типу угасания аттенюаторы делятся на фиксированные, регулируемые, переменные.

Прибор представлен корпусом с заключенными внутри микросхемами и конденсаторами. При снижении сигналов разной амплитуды в общую схему включаются регулируемые устройства или дискретные переключатели.

Тип конструкции представлен вариантами Female-Female с присутствием пары оптических патч-кордов («мама-мама») или Female-Male, где участвуют патч-к-корд и оптическая розетка («папа-мама»).

Устройства оснащены разъемами типов SC, ST, FC либо LC. Приборы мощностью до 10 Вт имеют разъемы типа SMA (для частот более 18 ГГц). Если мощность превышает указанное значение, используются разъемы типа N или 7/16 DIN.

Корпорация занимает одну из лидерских позиций по разработке, производству, поставкам радиочастотных компонентов для спутниковых систем.

Оборудование, производимое L3 Harris Narda-ATM, отличается широким диапазоном частот, рабочих температур, высокой степенью надежности, простотой монтажа и обслуживания.