Funzioni principali e applicazioni multicampo dei circolatori RF

I circolatori RF sono dispositivi passivi con tre o più porte in grado di trasmettere segnali RF in una sola direzione. La loro funzione principale è controllare la direzione del flusso del segnale, assicurando che, una volta immesso da una porta, venga emesso solo dalla porta successiva designata e non ritorni o venga trasmesso ad altre porte. Questa caratteristica rende i circolatori ampiamente utilizzati in vari sistemi RF e a microonde.

Principali applicazioni dei circolatori RF:

Funzione duplexer:

Scenari applicativi: nei sistemi radar o nei sistemi di comunicazione wireless, il trasmettitore e il ricevitore solitamente condividono un'antenna comune.
Metodo di implementazione: collegare il trasmettitore alla porta 1 del circolatore, l'antenna alla porta 2 e il ricevitore alla porta 3. In questo modo, il segnale di trasmissione viene trasmesso dalla porta 1 alla porta 2 (antenna) e il segnale di ricezione viene trasmesso dalla porta 2 alla porta 3 (ricevitore), realizzando l'isolamento di trasmissione e ricezione per evitare interferenze reciproche.

Funzione isolatore:

Scenari applicativi: Utilizzato per proteggere i componenti chiave nei sistemi RF, come gli amplificatori di potenza, dai danni causati dai segnali riflessi.
Implementazione: collegare il trasmettitore alla porta 1 del circolatore, l'antenna alla porta 2 e il carico di adattamento alla porta 3. In circostanze normali, il segnale viene trasmesso dalla porta 1 alla porta 2 (antenna). In caso di disadattamento di impedenza all'estremità dell'antenna, con conseguente riflessione del segnale, il segnale riflesso verrà trasmesso dalla porta 2 al carico di adattamento della porta 3 e assorbito, proteggendo così il trasmettitore dall'influenza del segnale riflesso.

Amplificatore di riflessione:

Scenario applicativo: in alcuni sistemi a microonde è necessario riflettere il segnale verso la sorgente per realizzare funzioni specifiche.
Implementazione: sfruttando le caratteristiche di trasmissione direzionale del circolatore, il segnale di ingresso viene indirizzato a una porta specifica e, dopo l'elaborazione o l'amplificazione, viene riflesso alla sorgente attraverso il circolatore per ottenere il riciclo del segnale.

Applicazione in array di antenne:

Scenario applicativo: negli array di antenne attive a scansione elettronica (AESA), i segnali di più unità antenna devono essere gestiti in modo efficace.
Implementazione: il circolatore viene utilizzato per ciascuna unità antenna per garantire un isolamento efficace dei segnali di trasmissione e ricezione e migliorare le prestazioni e l'affidabilità dell'array di antenne.

Test e misurazioni di laboratorio:

Scenario applicativo: nell'ambiente di test RF, le apparecchiature sensibili sono protette dall'influenza dei segnali riflessi.
Implementazione: inserire un circolatore tra la sorgente del segnale e il dispositivo in prova per garantire una trasmissione unidirezionale del segnale ed evitare che i segnali riflessi danneggino la sorgente del segnale o influenzino i risultati della misurazione.

Vantaggi dei circolatori RF:

Elevato isolamento: isola efficacemente i segnali tra porte diverse per ridurre le interferenze.

Bassa perdita di inserzione: garantisce l'efficienza e la qualità della trasmissione del segnale.

Ampia larghezza di banda: applicabile a diverse gamme di frequenza per soddisfare diversi requisiti applicativi.

Con il rapido sviluppo della tecnologia di comunicazione wireless, i circolatori RF svolgono un ruolo sempre più importante nei moderni sistemi di comunicazione. Il loro utilizzo nella comunicazione duplex, nell'isolamento del segnale e nei sistemi di antenna ha notevolmente migliorato le prestazioni e l'affidabilità del sistema. In futuro, con l'ulteriore progresso tecnologico, i campi di applicazione e le funzioni dei circolatori RF saranno più ampi e diversificati.