Войти
ANSI и МЭК стандарт схематический символ для циркулятор (с каждым волноводом или портом линии передачи, нарисованными как одна линия, а не как пара проводников) A циркулятор является пассивным, не обратным устройство с тремя или четырьмя портами, в котором микроволновый или радиочастотный сигнал, поступающий в любой порт, передается поочередно на следующий порт (только). Порт в данном контексте - это точка, в которой внешний волновод или линия передачи (например, микрополосковая линия или коаксиальный кабель ), подключается к устройству. Для трехпортового циркулятора сигнал, подаваемый на порт 1, выходит только из порта 2; сигнал, подаваемый на порт 2, выходит только из порта 3; сигнал, подаваемый на порт 3, выходит только из порта 1, поэтому для фазового фактора от до матрица рассеяния для идеального трехпортового циркуляционного насоса составляет
Оптические циркуляторы работают аналогично.
A волноводный циркулятор, используемый в качестве изолятора путем размещения согласованной нагрузки на порт 3. Этикетка на постоянном магните указывает направление циркуляции. В зависимости от используемых материалов циркуляторы делятся на две основные категории: ферритовые циркуляторы и неферритовые циркуляторы.
Ферритовые циркуляторы - это радиочастотные циркуляторы, которые состоят из намагниченных ферритовых материалов. Они делятся на два основных класса: 4-портовые волноводные циркуляторы, основанные на вращении Фарадея волн, распространяющихся в намагниченном материале, и 3-портовые циркуляторы с «Y-образным переходом», основанные на подавлении волн, распространяющихся по двум разным путям. рядом с намагниченным материалом. Волноводные циркуляторы могут быть любого типа, тогда как более компактные устройства на основе полосковой линии относятся к трехполюсному типу. Два или более Y-образных перехода могут быть объединены в одном компоненте для получения четырех или более портов, но они отличаются по поведению от настоящего 4-портового циркуляционного насоса. Постоянный магнит создает магнитный поток через волновод. Ферримагнитный кристалл граната используется в оптических циркуляторах.
. Хотя ферритовые циркуляторы могут обеспечивать хорошую «прямую» циркуляцию сигнала, сильно подавляя «обратную» циркуляцию, их основные недостатки, особенно на низких частотах, это большие размеры и узкая полоса пропускания.
Ранние работы по неферритовым циркуляторам включали активные циркуляторы, использующие невзаимные транзисторы. В отличие от ферритовых циркуляторов, которые являются пассивными устройствами, активные циркуляторы требуют питания. Основными проблемами, связанными с активными циркуляторами на основе транзисторов, являются ограничение мощности и ухудшение отношения сигнал / шум, которые имеют решающее значение, когда он используется в качестве дуплексера для поддержания высокой мощности передачи и чистого приема сигнала от антенны.
Варакторы предлагают одно решение. В одном исследовании использовалась структура, аналогичная изменяющейся во времени линии передачи с эффективной невзаимностью, запускаемой однонаправленной распространяющейся несущей накачкой. Это похоже на активный циркулятор с питанием от переменного тока. В исследовании утверждается, что можно добиться положительного усиления и низкого уровня шума для приемного тракта и широкополосной невзаимности. В другом исследовании использовался резонанс с невзаимностью, вызванный смещением углового момента, который более точно имитирует способ пассивной циркуляции сигналов в ферритовом циркуляторе.
В 1964 году Мор представил и экспериментально продемонстрировал циркулятор, основанный на линиях передачи и переключателях.. В апреле 2016 года исследовательская группа значительно расширила эту концепцию, представив циркулятор на интегральной схеме , основанный на концепции N-канального фильтра. Он предлагает потенциал для полнодуплексной связи (одновременная передача и прием с помощью одной общей антенны на одной частоте). В устройстве используются конденсаторы и часы, и оно намного меньше обычных устройств.
Когда один порт трехпортового циркуляционного насоса заканчивается согласованной нагрузкой, его можно использовать как изолятор , поскольку сигнал может проходить только в одном направлении между оставшимися портами. Изолятор используется для защиты оборудования на его входной стороне от воздействия условий на его выходной стороне; например, чтобы предотвратить расстройку источника микроволн из-за несоответствующей нагрузки.
В радаре циркуляторы используются как тип дуплексера для маршрутизации сигналов от передатчика к антенна и от антенны к приемнику, не позволяя сигналам проходить напрямую от передатчика к приемнику. Альтернативный тип дуплексера - это переключатель приема-передачи (переключатель TR), который попеременно подключает антенну к передатчику и приемнику. Использование чирпированных импульсов и широкого динамического диапазона может привести к временному перекрытию отправленных и полученных импульсов, однако для этой функции потребуется циркулятор.
В сотовой связи будущего поколения люди говорят о полнодуплексных радиостанциях, в которых сигналы могут одновременно передаваться и приниматься на одной и той же частоте. Учитывая в настоящее время ограниченный и перегруженный ресурс спектра, полнодуплексный режим может напрямую улучшить беспроводную связь, вдвое превышая скорость передачи данных. В настоящее время беспроводная связь по-прежнему осуществляется в «полудуплексном режиме», когда либо сигналы передаются, либо принимаются в разные временные рамки, если на одной и той же частоте (обычно в радаре), либо сигналы одновременно передаются и принимаются на разных частотах. (реализуется набором фильтров, называемым диплексером).
Усилитель отражения СВЧ-диода с циркулятором A усилитель отражения - это тип схемы усилителя СВЧ, использующий диоды с отрицательным дифференциальным сопротивлением, такие как туннельный диоды и диоды Ганна. Диоды с отрицательным дифференциальным сопротивлением могут усиливать сигналы и часто лучше работают на микроволновых частотах, чем двухпортовые устройства. Однако, поскольку диод является однопортовым (двухполюсным) устройством, необходим невзаимный компонент, чтобы отделить исходящий усиленный сигнал от входящего входного сигнала. При использовании 3-портового циркулятора с входом сигнала, подключенным к одному порту, смещенным диодом, подключенным ко второму, и выходной нагрузкой, подключенной к третьему, выход и вход могут быть разъединены.
