In RF- en microgolfcircuits zijn circulatoren en isolatoren twee cruciale apparaten die veel worden gebruikt vanwege hun unieke functies en toepassingen. Inzicht in hun kenmerken, functies en applicatiescenario's zullen ingenieurs helpen om geschikte oplossingen te kiezen in werkelijke ontwerpen, waardoor de systeemprestaties en betrouwbaarheid worden verbeterd.
1. Circulator: richtingbeheerder van signalen
1. Wat is een circulator?
Een circulator is een niet-reciprocaal apparaat dat meestal ferrietmaterialen en een extern magnetisch veld gebruikt om unidirectionele transmissie van signalen te bereiken. Het heeft meestal drie poorten en signalen kunnen alleen tussen poorten in een vaste richting worden verzonden. Bijvoorbeeld van poort 1 tot poort 2, van poort 2 tot poort 3, en van poort 3 terug naar poort 1.
2. De hoofdfuncties van de circulator
Signaalverdeling en samenvoegen: Distribueer ingangssignalen naar verschillende uitvoerpoorten in een vaste richting of samenvoeg signalen van meerdere poorten in één poort.
Verzend en ontvang isolatie: gebruikt als duplexer om isolatie van verzend- en ontvangsignalen in een enkele antenne te bereiken.
3. Kenmerken van circulators
Niet-reciprociteit: signalen kunnen alleen in één richting worden verzonden, waardoor omgekeerde interferentie wordt vermeden.
Verlies met lage invoeging: lage vermogensverlies tijdens signaaloverdracht, vooral geschikt voor hoogfrequente toepassingen.
Widebandondersteuning: kan een breed frequentiebereik bedekken van MHz tot GHz.
4. Typische toepassingen van circulators
Radarsysteem: isoleert dat de zender van de ontvanger is om te voorkomen dat hoogkrachtige transmissiesignalen het ontvangende apparaat beschadigen.
Communicatiesysteem: gebruikt voor signaalverdeling en het schakelen van multi-antenne-arrays.
Antennesysteem: ondersteunt isolatie van verzonden en ontvangen signalen om de systeemstabiliteit te verbeteren.
II. Isolator: Barrière voor signaalbescherming
1. Wat is een isolator?
Isolatoren zijn een speciale vorm van circulatoren, meestal met slechts twee poorten. De belangrijkste functie is het onderdrukken van signaalreflectie en terugstroom, het beschermen van gevoelige apparatuur tegen interferentie.
2. Hoofdfuncties van isolators
Signaalisolatie: voorkom dat gereflecteerde signalen teruggaan naar front-end apparaten (zoals zenders of stroomversterkers) om oververhitting of prestatieafbraak van de apparatuur te voorkomen.
Systeembescherming: in complexe circuits kunnen isolatoren wederzijdse interferentie tussen aangrenzende modules voorkomen en de systeembetrouwbaarheid verbeteren.
3. Kenmerken van isolatoren
Unidirectionele transmissie: het signaal kan alleen worden overgedragen van het ingangsuiteinde naar het uitgangsuiteinde en het omgekeerde signaal wordt onderdrukt of geabsorbeerd.
Hoge isolatie: biedt een extreem hoog onderdrukkingseffect op gereflecteerde signalen, meestal tot 20 dB of meer.
Verlies met een laag invoeging: zorgt ervoor dat het vermogensverlies tijdens de normale signaaloverdracht zo laag mogelijk is.
4. Typische toepassingen van isolatoren
RF -versterkerbescherming: voorkomen dat gereflecteerde signalen onstabiele werking of zelfs schade aan de versterker veroorzaken.
Draadloos communicatiesysteem: isoleer de RF -module in het basisstation -antennesysteem.
Testapparatuur: elimineer gereflecteerde signalen in het meetinstrument om de testnauwkeurigheid te verbeteren.
Iii. Hoe kies je het juiste apparaat?
Bij het ontwerpen van RF- of microgolfcircuits moet de keuze van de circulator of isolator gebaseerd zijn op specifieke toepassingsvereisten:
Als u signalen tussen meerdere poorten moet distribueren of samenvoegen, hebben circulatoren de voorkeur.
Als het hoofddoel is om het apparaat te beschermen of interferentie te verminderen tegen gereflecteerde signalen, zijn isolatoren een betere keuze.
Bovendien moet het frequentiebereik, het invoegen van het verlies, de isolatie- en groottevereisten van het apparaat volledig worden overwogen om ervoor te zorgen dat aan de prestatie -indicatoren van het specifieke systeem is voldaan.
IV. Toekomstige ontwikkelingstrends
Met de ontwikkeling van draadloze communicatietechnologie blijft de vraag naar miniaturisatie en hoge prestaties van RF- en magnetronapparaten toenemen. Circulators en isolatoren ontwikkelen zich ook geleidelijk in de volgende richtingen:
Hogere frequentieondersteuning: ondersteuning van millimetergolfbanden (zoals 5G en millimeter golfradar).
Geïntegreerd ontwerp: geïntegreerd met andere RF -apparaten (zoals filters en stroomverdeling) om de systeemprestaties te optimaliseren.
Lage kosten en miniaturisatie: gebruik nieuwe materialen en productieprocessen om de kosten te verlagen en zich aan te passen aan de vereisten van terminalapparatuur.
Posttijd: nov-20-2024
