Циркулациони цевки и изолатори: основни уреди во RF и микробранови кола

Во RF и микробрановите кола, циркулационите пумпи и изолаторите се два клучни уреди кои се широко користени поради нивните уникатни функции и примени. Разбирањето на нивните карактеристики, функции и сценарија на примена ќе им помогне на инженерите да изберат соодветни решенија во реалните дизајни, со што ќе се подобрат перформансите и сигурноста на системот.

1. Циркулатор: Менаџер на насоката на сигналите

1. Што е циркулатор?
Циркулационата пумпа е нереципрочен уред кој обично користи феритни материјали и надворешно магнетно поле за да постигне еднонасочно пренесување на сигнали. Обично има три порти, а сигналите можат да се пренесуваат меѓу портите само во фиксна насока. На пример, од порт 1 до порт 2, од порт 2 до порт 3 и од порт 3 назад до порт 1.
2. Главните функции на циркулаторот
Распределба и спојување на сигнали: дистрибуирајте влезни сигнали до различни излезни порти во фиксна насока или спојувајте сигнали од повеќе порти во еден порт.
Изолација на предавател и прием: се користи како дуплексер за да се постигне изолација на сигналите за предавател и прием во една антена.
3. Карактеристики на циркулаторите
Нереципроцитет: сигналите можат да се пренесуваат само во една насока, избегнувајќи обратна интерференција.
Ниска загуба на вметнување: мала загуба на енергија за време на пренос на сигнал, особено погодна за апликации со висока фреквенција.
Широкопојасна поддршка: може да покрие широк фреквентен опсег од MHz до GHz.
4. Типични примени на циркулационите пумпи
Радарски систем: го изолира предавателот од приемникот за да спречи сигналите со висока моќност да го оштетат приемниот уред.
Комуникациски систем: се користи за дистрибуција на сигнали и префрлување на повеќеантенски низи.
Антенски систем: поддржува изолација на пренесени и примени сигнали за подобрување на стабилноста на системот.

II. Изолатор: бариера за заштита на сигналот

1. Што е изолатор?
Изолаторите се посебна форма на циркулациони цевки, обично со само два порти. Нивната главна функција е да ја потиснат рефлексијата на сигналот и обратниот проток, заштитувајќи ја чувствителната опрема од пречки.
2. Главни функции на изолаторите
Изолација на сигналот: спречете ги рефлектираните сигнали да течат назад кон предните уреди (како што се предаватели или засилувачи на енергија) за да се избегне прегревање или влошување на перформансите на опремата.
Заштита на системот: во сложени кола, изолаторите можат да спречат меѓусебно мешање помеѓу соседните модули и да ја подобрат сигурноста на системот.
3. Карактеристики на изолаторите
Еднонасочно пренесување: сигналот може да се пренесе само од влезниот до излезниот крај, а обратниот сигнал е потиснат или апсорбиран.
Висока изолација: обезбедува екстремно висок ефект на потиснување на рефлектираните сигнали, обично до 20dB или повеќе.
Ниска загуба на вметнување: осигурува дека загубата на енергија за време на нормалниот пренос на сигналот е што е можно помала.
4. Типични примени на изолатори
RF заштита на засилувачот: спречете ги рефлектираните сигнали да предизвикаат нестабилно работење или дури и оштетување на засилувачот.
Безжичен комуникациски систем: изолирајте го RF модулот во антенскиот систем на базната станица.
Тест опрема: елиминирајте ги рефлектираните сигнали во мерниот инструмент за да ја подобрите точноста на тестот.

III. Како да го изберете вистинскиот уред?

При дизајнирање на RF или микробранови кола, изборот на циркулатор или изолатор треба да се базира на специфичните барања на апликацијата:
Доколку треба да дистрибуирате или спојувате сигнали помеѓу повеќе порти, се претпочитаат циркулациони пумпи.
Ако главната цел е да се заштити уредот или да се намалат пречките од рефлектираните сигнали, изолаторите се подобар избор.
Покрај тоа, барањата за фреквентен опсег, загуба на вметнување, изолација и големина на уредот мора да се земат предвид сеопфатно за да се осигура дека се исполнети индикаторите за перформанси на специфичниот систем.

IV. Идни развојни трендови

Со развојот на безжичната комуникациска технологија, побарувачката за минијатуризација и високи перформанси на RF и микробрановите уреди продолжува да се зголемува. Циркулационите цевки и изолаторите исто така постепено се развиваат во следниве насоки:
Поддршка за повисоки фреквенции: поддршка на милиметарски бранови опсези (како што се 5G и милиметарски бранов радар).
Интегриран дизајн: интегриран со други RF уреди (како што се филтри и разделувачи на моќност) за оптимизирање на перформансите на системот.
Ниска цена и минијатуризација: користете нови материјали и производствени процеси за да ги намалите трошоците и да се прилагодите на барањата за терминална опрема.