Nei circuiti RF e a microonde, i circolatori e gli isolatori sono due dispositivi cruciali che sono ampiamente utilizzati a causa delle loro funzioni e applicazioni uniche. Comprendere le loro caratteristiche, funzioni e scenari di applicazione aiuterà gli ingegneri a scegliere soluzioni appropriate nei progetti reali, migliorando così le prestazioni e l'affidabilità del sistema.
1. Circulatore: direttore di direzione dei segnali
1. Cos'è un circolatore?
Un circolatore è un dispositivo non reciprocale che di solito utilizza materiali di ferrite e un campo magnetico esterno per ottenere una trasmissione unidirezionale dei segnali. Di solito ha tre porte e i segnali possono essere trasmessi solo tra le porte in direzione fissa. Ad esempio, dalla porta 1 alla porta 2, dalla porta 2 alla porta 3 e dalla porta 3 alla porta 1.
2. Le funzioni principali del circolatore
Distribuzione e fusione del segnale: distribuire segnali di ingresso a diverse porte di uscita in una direzione fissa o unire segnali da più porte in una porta.
Trasmettere e ricevere isolamento: usato come duplexer per ottenere l'isolamento dei segnali di trasmissione e ricezione in una singola antenna.
3. Caratteristiche dei circolatori
NON RECROCITY: i segnali possono essere trasmessi solo in una direzione, evitando interferenze inverse.
Bassa perdita di inserimento: bassa perdita di potenza durante la trasmissione del segnale, in particolare adatto a applicazioni ad alta frequenza.
Supporto a banda larga: può coprire un'ampia gamma di frequenza da MHz a GHZ.
4. Applicazioni tipiche dei circolatori
Sistema radar: isola il trasmettitore dal ricevitore per impedire ai segnali di trasmissione ad alta potenza di danneggiare il dispositivo di ricezione.
Sistema di comunicazione: utilizzato per la distribuzione del segnale e la commutazione di array multi-antenna.
Sistema di antenne: supporta l'isolamento dei segnali trasmessi e ricevuti per migliorare la stabilità del sistema.
Ii. Isolatore: barriera di protezione del segnale
1. Cos'è un isolatore?
Gli isolatori sono una forma speciale di circolatori, di solito con solo due porte. La sua funzione principale è sopprimere la riflessione del segnale e il backflow, proteggendo le apparecchiature sensibili dalle interferenze.
2. Funzioni principali degli isolatori
Isolamento del segnale: impedire che i segnali riflessi fuoriescino ai dispositivi front-end (come trasmettitori o amplificatori di potenza) per evitare il surriscaldamento o il degrado delle prestazioni dell'apparecchiatura.
Protezione del sistema: nei circuiti complessi, gli isolatori possono prevenire l'interferenza reciproca tra i moduli adiacenti e migliorare l'affidabilità del sistema.
3. Caratteristiche degli isolatori
Trasmissione unidirezionale: il segnale può essere trasmesso solo dall'estremità di ingresso all'estremità di uscita e il segnale inverso viene soppresso o assorbito.
Elevato isolamento: fornisce un effetto di soppressione estremamente elevato sui segnali riflessi, di solito fino a 20 dB o più.
Bassa perdita di inserimento: garantisce che la perdita di potenza durante la normale trasmissione del segnale sia il più basso possibile.
4. Applicazioni tipiche degli isolatori
Protezione dell'amplificatore RF: impedire ai segnali riflessi di causare un funzionamento instabile o persino danni all'amplificatore.
Sistema di comunicazione wireless: isolare il modulo RF nel sistema di antenne della stazione base.
Equipaggiamento di prova: eliminare i segnali riflessi nello strumento di misurazione per migliorare l'accuratezza del test.
Iii. Come scegliere il dispositivo giusto?
Durante la progettazione di circuiti RF o a microonde, la scelta del circolatore o dell'isolatore deve essere basata su requisiti specifici dell'applicazione:
Se è necessario distribuire o unire i segnali tra più porte, sono preferiti i circolatori.
Se lo scopo principale è proteggere il dispositivo o ridurre le interferenze dai segnali riflessi, gli isolatori sono una scelta migliore.
Inoltre, l'intervallo di frequenza, la perdita di inserzione, i requisiti di isolamento e dimensione del dispositivo devono essere considerati in modo completo per garantire che gli indicatori di prestazione del sistema specifico siano soddisfatti.
IV. Tendenze di sviluppo future
Con lo sviluppo della tecnologia di comunicazione wireless, la domanda di miniaturizzazione e alte prestazioni di dispositivi RF e a microonde continuano ad aumentare. Anche i circolatori e gli isolatori si stanno gradualmente sviluppando nelle seguenti direzioni:
Supporto a frequenza più elevata: supporto a bande d'onda millimetriche (come 5G e millimetri radar ondelari).
Design integrato: integrato con altri dispositivi RF (come filtri e divisori di potenza) per ottimizzare le prestazioni del sistema.
A basso costo e miniaturizzazione: utilizzare nuovi materiali e processi di produzione per ridurre i costi e adattarsi ai requisiti delle apparecchiature terminali.
Tempo post: novembre-20-2024
