En los sistemas de RF y microondas, el divisor de potencia es un componente pasivo central responsable de dividir una señal de entrada en múltiples salidas con una pérdida mínima y un equilibrio de impedancia perfecto.
Desde estaciones base celulares hasta redes satelitales y sistemas de prueba de RF, el divisor de potencia garantiza la integridad de la señal a través de las rutas de transmisión.

1. Principio básico de los divisores de potencia

Un divisor de potencia divide una señal de entrada de manera uniforme en dos o más salidas, manteniendo el equilibrio de amplitud, fase e impedancia.

En condiciones ideales, cada salida recibe la misma potencia $P_{out} = P_{in}/N$ , pero los diseños del mundo real se enfrentan a pérdidas de inserción causadas por la resistencia del conductor, las pérdidas dieléctricas y la adaptación imperfecta.

Las métricas clave de rendimiento incluyen:

• Pérdida de inserción (IL)

• Aislamiento entre salidas

• ROE (adaptación de impedancia)

• Equilibrio de amplitud y fase

• Baja PIM (intermodulación pasiva) rendimiento

2. Tipos de divisores de potencia y características estructurales

1. Divisor de potencia de microcinta

El divisor de potencia de microcinta utiliza líneas de transmisión de circuitos impresos sobre sustratos dieléctricos. Es ligero, fácil de integrar y se utiliza ampliamente en sistemas DAS y de celdas pequeñas para interiores.

Características:

• Estructura compacta y de bajo costo

• Adecuado para aplicaciones de banda ancha (600–6000 MHz)

• Fácil fabricación de PCB y producción en masa

• Baja PIM alcanzable con un diseño de conductor y conexión a tierra optimizados

Aplicaciones:
Sistemas DAS, cobertura de celdas pequeñas, plataformas de prueba de RF.

2. Divisor de potencia de cavidad

El El divisor de potencia de cavidad es un componente metálico mecanizado con precisión que utiliza cavidades resonantes y líneas coaxiales para operación de alta potencia y alta frecuencia.

Características:

• Excelente capacidad de manejo de potencia

• Baja pérdida de inserción y alto aislamiento

• Gran confiabilidad mecánica y resistencia ambiental

• PIM ultrabaja rendimiento debido al blindaje de metal sólido y a la menor cantidad de uniones

Aplicaciones:
Alimentadores de estaciones base, redes exteriores, sistemas de satélite o radar de alta potencia.

3. Divisor de potencia de línea de transmisión

El Divisor de potencia de línea de transmisión Emplea una estructura de línea de transmisión simétrica integrada en una capa dieléctrica, que ofrece un equilibrio superior de fase y amplitud en amplios rangos de frecuencia.

Características:

• Excelente consistencia de amplitud y fase

• Estructura multicapa compacta adecuada para la integración

• Baja pérdida de retorno y características de impedancia estables

• Baja PIM mediante un proceso optimizado de metalización y unión multicapa

Aplicaciones:
Antenas MIMO 5G, distribución de señal multicanal, redes de matriz en fase.

3. Parámetros clave de diseño y optimización

Herramientas de optimización de diseño: Keysight ADS, Ansys HFSS, CST Microwave Studio: se utilizan para ajustar el ancho de línea, la constante dieléctrica, la geometría de la cavidad y las interfaces de los conectores.

4. Importancia de un bajo PIM en el diseño de divisores

En las redes 5G modernas, el bajo rendimiento de PIM afecta directamente la linealidad del sistema y el rendimiento de datos.
Las pequeñas imperfecciones, como la oxidación superficial, los conectores sueltos o el contacto desigual, pueden generar productos de intermodulación, lo que degrada la SINR y el EVM.

Soluciones de ingeniería para un bajo PIM:

• Recubrimiento de alta conductividad (plata u oro)

• Juntas mecánicas suaves y control de par uniforme

• Estructuras internas totalmente soldadas o soldadas con estaño

• Conectores optimizados para PIM (4.3-10, NF, DIN-F)

5. Aplicaciones típicas de los divisores de potencia

1. Estaciones base 5G y 4G – Redes de distribución de energía y alimentadores con múltiples antenas.

2. DAS (Sistemas de antenas distribuidas) – División de señal para cobertura en interiores.

3. Pruebas de laboratorio – Sincronización de múltiples salidas de RF.

4. Sistemas satelitales y de defensa – Equilibrio de potencia en cadenas de carga útil de alta frecuencia.

6. Tendencias futuras: Hacia la integración y la inteligencia

A medida que evolucionan los sistemas de comunicación, la tecnología de divisores de potencia continúa avanzando hacia:

• Diseño de banda ultraancha (600–6000 MHz)

• Módulos multipuerto integrados

• Materiales de cavidad de alta potencia y baja pérdida

• Control de potencia inteligente a través de arquitecturas sintonizables o basadas en MEMS