Cirkulatori un izolatori: galvenās ierīces RF un mikroviļņu ķēdēs

RF un mikroviļņu ķēdēs cirkulatori un izolatori ir divas svarīgas ierīces, kuras tiek plaši izmantotas to unikālo funkciju un pielietojumu dēļ. Izpratne par to īpašībām, funkcijām un pielietojuma scenārijiem palīdzēs inženieriem izvēlēties atbilstošus risinājumus faktiskajos projektos, tādējādi uzlabojot sistēmas veiktspēju un uzticamību.

1. Cirkulators: signālu virziena pārvaldnieks

1. Kas ir cirkulācijas sūknis?
Cirkulators ir nereciprokāla ierīce, kas parasti izmanto ferīta materiālus un ārēju magnētisko lauku, lai panāktu signālu vienvirziena pārraidi. Tam parasti ir trīs porti, un signālus starp portiem var pārraidīt tikai fiksētā virzienā. Piemēram, no 1. porta uz 2. portu, no 2. porta uz 3. portu un no 3. porta atpakaļ uz 1. portu.
2. Cirkulācijas sūkņa galvenās funkcijas
Signālu sadale un apvienošana: sadaliet ieejas signālus uz dažādiem izejas portiem fiksētā virzienā vai apvienojiet signālus no vairākiem portiem vienā portā.
Raidīšanas un uztveršanas izolācija: tiek izmantota kā dupleksera funkcija, lai panāktu raidīšanas un uztveršanas signālu izolāciju vienā antenā.
3. Cirkulācijas sūkņu raksturojums
Nereciprocitāte: signālus var pārraidīt tikai vienā virzienā, izvairoties no reversiem traucējumiem.
Zems ievietošanas zudums: zems jaudas zudums signāla pārraides laikā, īpaši piemērots augstfrekvences lietojumprogrammām.
Platjoslas atbalsts: var aptvert plašu frekvenču diapazonu no MHz līdz GHz.
4. Cirkulācijas sūkņu tipiskie pielietojumi
Radara sistēma: izolē raidītāju no uztvērēja, lai novērstu augstas jaudas pārraides signālu bojājumus uztverošajai ierīcei.
Sakaru sistēma: tiek izmantota signālu izplatīšanai un daudzantenu masīvu komutācijai.
Antenas sistēma: atbalsta pārraidīto un saņemto signālu izolāciju, lai uzlabotu sistēmas stabilitāti.

II. Izolators: signāla aizsardzības barjera

1. Kas ir izolators?
Izolatori ir īpaša veida cirkulatori, parasti ar tikai divām pieslēgvietām. To galvenā funkcija ir slāpēt signāla atstarošanos un atpakaļplūsmu, aizsargājot jutīgu aprīkojumu no traucējumiem.
2. Izolatoru galvenās funkcijas
Signāla izolācija: novērš atstaroto signālu plūsmu atpakaļ uz priekšējām ierīcēm (piemēram, raidītājiem vai jaudas pastiprinātājiem), lai izvairītos no iekārtu pārkaršanas vai veiktspējas pasliktināšanās.
Sistēmas aizsardzība: sarežģītās shēmās izolatori var novērst savstarpējus traucējumus starp blakus esošajiem moduļiem un uzlabot sistēmas uzticamību.
3. Izolatoru raksturojums
Vienvirziena pārraide: signālu var pārraidīt tikai no ieejas gala uz izejas galu, un apgrieztais signāls tiek nomākts vai absorbēts.
Augsta izolācija: nodrošina ārkārtīgi augstu atstaroto signālu slāpēšanas efektu, parasti līdz 20 dB vai vairāk.
Zems ievietošanas zudums: nodrošina, ka jaudas zudumi normālas signāla pārraides laikā ir pēc iespējas zemāki.
4. Izolatoru tipiskie pielietojumi
RF pastiprinātāja aizsardzība: novērš atstaroto signālu radītu nestabilu darbību vai pat pastiprinātāja bojājumus.
Bezvadu sakaru sistēma: izolējiet RF moduli bāzes stacijas antenas sistēmā.
Testa aprīkojums: novērsiet atstarotos signālus mērinstrumentā, lai uzlabotu testa precizitāti.

III. Kā izvēlēties pareizo ierīci?

Projektējot RF vai mikroviļņu shēmas, cirkulatora vai izolatora izvēlei jābūt balstītai uz konkrētām lietojumprogrammas prasībām:
Ja nepieciešams sadalīt vai apvienot signālus starp vairākām pieslēgvietām, priekšroka dodama cirkulācijas sūkņiem.
Ja galvenais mērķis ir aizsargāt ierīci vai samazināt atstaroto signālu radītos traucējumus, labāka izvēle ir izolatori.
Turklāt, lai nodrošinātu konkrētās sistēmas veiktspējas rādītāju izpildi, visaptveroši jāņem vērā ierīces frekvenču diapazons, ievietošanas zudumi, izolācija un izmēra prasības.

IV. Nākotnes attīstības tendences

Attīstoties bezvadu sakaru tehnoloģijai, turpina pieaugt pieprasījums pēc RF un mikroviļņu ierīču miniaturizācijas un augstas veiktspējas. Arī cirkulatori un izolatori pakāpeniski attīstās šādos virzienos:
Augstākas frekvences atbalsts: atbalsta milimetru viļņu joslas (piemēram, 5G un milimetru viļņu radaru).
Integrēts dizains: integrēts ar citām RF ierīcēm (piemēram, filtriem un jaudas dalītājiem), lai optimizētu sistēmas veiktspēju.
Zemas izmaksas un miniaturizācija: izmantojiet jaunus materiālus un ražošanas procesus, lai samazinātu izmaksas un pielāgotos termināla iekārtu prasībām.