Nos circuítos de RF e microondas, os circuladores e os illantes son dous dispositivos cruciais que son moi utilizados debido ás súas funcións e aplicacións únicas. Comprender as súas características, funcións e escenarios de aplicacións axudará aos enxeñeiros a escoller solucións adecuadas nos deseños reais, mellorando así o rendemento e a fiabilidade do sistema.
1. Circulador: xestor de dirección de sinais
1. Que é un circulador?
Un circulador é un dispositivo non reciprocal que normalmente usa materiais de ferrita e un campo magnético externo para conseguir unha transmisión unidireccional de sinais. Normalmente ten tres portos e os sinais só se poden transmitir entre portos nunha dirección fixa. Por exemplo, do porto 1 ao porto 2, do porto 2 ao porto 3 e do porto 3 de volta ao porto 1.
2. As principais funcións do circulador
Distribución e fusión do sinal: Distribúe os sinais de entrada a diferentes portos de saída nunha dirección fixa ou combinar sinais de varios portos nun porto.
Transmitir e recibir illamento: usado como dúplex para lograr o illamento de sinais de transmisión e recepción nunha única antena.
3. Características dos circuladores
Non-Reciprocidade: os sinais só se poden transmitir nunha dirección, evitando a interferencia inversa.
Pérdida de inserción baixa: baixa perda de enerxía durante a transmisión do sinal, especialmente adecuada para aplicacións de alta frecuencia.
Soporte de banda ancha: pode cubrir un amplo rango de frecuencias de MHz a GHz.
4. Aplicacións típicas dos circuladores
Sistema de radar: illou o transmisor do receptor para evitar que os sinais de transmisión de alta potencia danen o dispositivo receptor.
Sistema de comunicación: usado para a distribución e conmutación de sinal de matrices de varias antenas.
Sistema de antena: soporta o illamento de sinais transmitidos e recibidos para mellorar a estabilidade do sistema.
II. Isolador: barreira de protección do sinal
1. Que é un illante?
Os illantes son unha forma especial de circuladores, normalmente con só dous portos. A súa función principal é suprimir a reflexión e o retroceso do sinal, protexendo equipos sensibles contra as interferencias.
2. Funcións principais dos illantes
Illamento do sinal: evitar que os sinais reflectidos flúen cara atrás a dispositivos front-end (como transmisores ou amplificadores de potencia) para evitar o sobrecalentamento ou a degradación do rendemento do equipo.
Protección do sistema: En circuítos complexos, os illantes poden evitar a interferencia mutua entre módulos adxacentes e mellorar a fiabilidade do sistema.
3. Características dos illantes
Transmisión unidireccional: o sinal só se pode transmitir desde o extremo de entrada ao extremo de saída e o sinal inverso é suprimido ou absorbido.
Illamento elevado: proporciona un efecto de supresión extremadamente elevado sobre sinais reflectidos, normalmente ata 20dB ou máis.
Pérdida de inserción baixa: asegura que a perda de enerxía durante a transmisión normal do sinal é o máis baixa posible.
4. Aplicacións típicas de illantes
Protección do amplificador de RF: evitar que os sinais reflectidos causen un funcionamento inestable ou incluso danos no amplificador.
Sistema de comunicación sen fíos: illar o módulo RF no sistema de antenas da estación base.
Equipo de proba: elimina os sinais reflectidos no instrumento de medición para mellorar a precisión das probas.
Iii. Como escoller o dispositivo adecuado?
Ao deseñar circuítos RF ou microondas, a elección de circulador ou illante debería basearse en requisitos específicos de aplicación:
Se precisa distribuír ou fusionar sinais entre varios portos, prefírese os circuladores.
Se o propósito principal é protexer o dispositivo ou reducir a interferencia dos sinais reflectidos, os illantes son unha mellor opción.
Ademais, o rango de frecuencias, a perda de inserción, o illamento e os requisitos do tamaño do dispositivo deben considerarse de forma comprensiva para asegurarse de que se cumpran os indicadores de rendemento do sistema específico.
Iv. Tendencias futuras de desenvolvemento
Co desenvolvemento de tecnoloxía de comunicación sen fíos, a demanda de miniaturización e o alto rendemento dos dispositivos RF e microondas segue aumentando. Os circuladores e os illantes tamén se desenvolven gradualmente nas seguintes direccións:
Soporte de frecuencia superior: soporte bandas de ondas de milímetro (como o radar de onda de 5G e milímetro).
Deseño integrado: integrado con outros dispositivos RF (como filtros e divisores de enerxía) para optimizar o rendemento do sistema.
Baixo custo e miniaturización: use novos materiais e procesos de fabricación para reducir os custos e adaptarse aos requisitos de equipos terminais.
Tempo de publicación: novembro-20-2024
