En circuits de RF i microones, els circuladors i els aïlladors són dos dispositius crucials que s'utilitzen àmpliament a causa de les seves funcions i aplicacions úniques. Comprendre les seves característiques, funcions i escenaris d'aplicació ajudarà els enginyers a triar solucions adequades en dissenys reals, millorant així el rendiment i la fiabilitat del sistema.
1. Circulador: Gestor de direcció de senyals
1. Què és un circulador?
Un circulador és un dispositiu no recíproc que normalment utilitza materials de ferrita i un camp magnètic extern per aconseguir la transmissió unidireccional de senyals. Normalment té tres ports, i els senyals només es poden transmetre entre ports en una direcció fixa. Per exemple, del port 1 al port 2, del port 2 al port 3 i del port 3 de nou al port 1.
2. Les principals funcions del circulador
Distribució i fusió del senyal: distribuïu els senyals d'entrada a diferents ports de sortida en una direcció fixa o fusioneu els senyals de diversos ports en un sol port.
Aïllament de transmissió i recepció: s'utilitza com a dúplex per aconseguir l'aïllament dels senyals de transmissió i recepció en una sola antena.
3. Característiques dels circuladors
No reciprocitat: els senyals només es poden transmetre en una direcció, evitant interferències inverses.
Baixa pèrdua d'inserció: baixa potència durant la transmissió del senyal, especialment adequada per a aplicacions d'alta freqüència.
Suport de banda ampla: pot cobrir un ampli rang de freqüències des de MHz fins a GHz.
4. Aplicacions típiques dels circuladors
Sistema de radar: aïlla el transmissor del receptor per evitar que els senyals de transmissió d'alta potència danyin el dispositiu receptor.
Sistema de comunicació: utilitzat per a la distribució de senyals i la commutació de matrius de múltiples antenes.
Sistema d'antena: admet l'aïllament dels senyals transmesos i rebuts per millorar l'estabilitat del sistema.
II. Aïllador: barrera de protecció del senyal
1. Què és un aïllador?
Els aïlladors són una forma especial de circuladors, normalment amb només dos ports. La seva funció principal és suprimir la reflexió i el reflux del senyal, protegint els equips sensibles de les interferències.
2. Principals funcions dels aïlladors
Aïllament del senyal: evita que els senyals reflectits retornin als dispositius frontals (com ara transmissors o amplificadors de potència) per evitar el sobreescalfament o la degradació del rendiment de l'equip.
Protecció del sistema: en circuits complexos, els aïlladors poden evitar la interferència mútua entre mòduls adjacents i millorar la fiabilitat del sistema.
3. Característiques dels aïlladors
Transmissió unidireccional: el senyal només es pot transmetre des de l'extrem d'entrada fins a l'extrem de sortida, i el senyal invers es suprimeix o s'absorbeix.
Alt aïllament: proporciona un efecte de supressió extremadament alt en els senyals reflectits, normalment fins a 20 dB o més.
Baixa pèrdua d'inserció: assegura que la pèrdua de potència durant la transmissió normal del senyal sigui tan baixa com sigui possible.
4. Aplicacions típiques d'aïllants
Protecció de l'amplificador de RF: evita que els senyals reflectits provoquin un funcionament inestable o fins i tot danys a l'amplificador.
Sistema de comunicació sense fil: aïlla el mòdul de RF al sistema d'antena de l'estació base.
Equip de prova: elimineu els senyals reflectits a l'instrument de mesura per millorar la precisió de la prova.
III. Com triar el dispositiu adequat?
Quan es dissenyen circuits de RF o de microones, l'elecció del circulador o aïllador s'ha de basar en requisits específics d'aplicació:
Si necessiteu distribuir o combinar senyals entre diversos ports, es preferien els circuladors.
Si l'objectiu principal és protegir el dispositiu o reduir la interferència dels senyals reflectits, els aïlladors són una millor opció.
A més, el rang de freqüència, la pèrdua d'inserció, l'aïllament i els requisits de mida del dispositiu s'han de considerar exhaustivament per garantir que es compleixen els indicadors de rendiment del sistema específic.
IV. Tendències de desenvolupament futur
Amb el desenvolupament de la tecnologia de comunicació sense fils, la demanda de miniaturització i alt rendiment dels dispositius de RF i microones continua augmentant. Els circuladors i els aïlladors també es desenvolupen gradualment en les següents direccions:
Suport de freqüència més alta: admet bandes d'ones mil·limètriques (com ara radar d'ones 5G i mil·límetres).
Disseny integrat: integrat amb altres dispositius de RF (com ara filtres i divisors de potència) per optimitzar el rendiment del sistema.
Baix cost i miniaturització: utilitzar nous materials i processos de fabricació per reduir costos i adaptar-se als requisits dels equips terminals.
Hora de publicació: 20-nov-2024
