V RF a mikrovlnných obvodoch sú obehové čerpadlá a izolátory dve kľúčové zariadenia, ktoré sú široko používané vďaka svojim jedinečným funkciám a aplikáciám. Pochopenie ich charakteristík, funkcií a aplikačných scenárov pomôže inžinierom vybrať vhodné riešenia v skutočných návrhoch, čím sa zlepší výkon a spoľahlivosť systému.
1. Cirkulátor: Smerový manažér signálov
1. Čo je to obehové čerpadlo?
Obehové čerpadlo je nerecipročné zariadenie, ktoré zvyčajne používa feritové materiály a vonkajšie magnetické pole na dosiahnutie jednosmerného prenosu signálov. Zvyčajne má tri porty a signály možno medzi portami prenášať iba v pevnom smere. Napríklad z portu 1 do portu 2, z portu 2 do portu 3 a z portu 3 späť do portu 1.
2. Hlavné funkcie obehového čerpadla
Distribúcia a zlučovanie signálu: distribúcia vstupných signálov do rôznych výstupných portov v pevnom smere alebo zlúčenie signálov z viacerých portov do jedného portu.
Izolácia vysielania a prijímania: používa sa ako duplexer na dosiahnutie izolácie vysielaných a prijímaných signálov v jednej anténe.
3. Charakteristika obehových čerpadiel
Nereciprocita: signály sa môžu prenášať iba v jednom smere, čím sa zabráni spätnému rušeniu.
Nízka vložená strata: nízka strata výkonu počas prenosu signálu, vhodná najmä pre vysokofrekvenčné aplikácie.
Širokopásmová podpora: môže pokryť široký frekvenčný rozsah od MHz do GHz.
4. Typické aplikácie obehových čerpadiel
Radarový systém: izoluje vysielač od prijímača, aby zabránil prenosu vysokovýkonných signálov poškodiť prijímacie zariadenie.
Komunikačný systém: používa sa na distribúciu signálu a prepínanie multianténnych polí.
Anténny systém: podporuje izoláciu vysielaných a prijímaných signálov na zlepšenie stability systému.
II. Izolátor: signálna ochranná bariéra
1. Čo je to izolátor?
Izolátory sú špeciálna forma obehových čerpadiel, zvyčajne len s dvoma portami. Jeho hlavnou funkciou je potlačiť odraz a spätný tok signálu, čím chráni citlivé zariadenia pred rušením.
2. Hlavné funkcie izolátorov
Izolácia signálu: zabráňte toku odrazených signálov späť do predných zariadení (ako sú vysielače alebo výkonové zosilňovače), aby ste predišli prehriatiu alebo zníženiu výkonu zariadenia.
Ochrana systému: v zložitých obvodoch môžu izolátory zabrániť vzájomnému rušeniu medzi susednými modulmi a zlepšiť spoľahlivosť systému.
3. Charakteristika izolátorov
Jednosmerný prenos: signál môže byť prenášaný iba zo vstupného konca na výstupný koniec a spätný signál je potlačený alebo absorbovaný.
Vysoká izolácia: poskytuje extrémne vysoký efekt potlačenia odrazených signálov, zvyčajne až 20 dB alebo viac.
Nízka vložená strata: zaisťuje, že strata výkonu pri bežnom prenose signálu je čo najnižšia.
4. Typické aplikácie izolátorov
Ochrana RF zosilňovača: zabraňuje odrazeným signálom spôsobiť nestabilnú prevádzku alebo dokonca poškodenie zosilňovača.
Bezdrôtový komunikačný systém: izolujte RF modul v anténnom systéme základňovej stanice.
Testovacie zariadenie: eliminujte odrazené signály v meracom prístroji, aby ste zlepšili presnosť testu.
III. Ako si vybrať správne zariadenie?
Pri navrhovaní RF alebo mikrovlnných obvodov by mal byť výber obehového čerpadla alebo izolátora založený na špecifických požiadavkách aplikácie:
Ak potrebujete distribuovať alebo zlučovať signály medzi viacerými portami, uprednostňujú sa obehové čerpadlá.
Ak je hlavným účelom ochrana zariadenia alebo zníženie rušenia odrazenými signálmi, lepšou voľbou sú izolátory.
Okrem toho je potrebné komplexne zvážiť frekvenčný rozsah, vložný útlm, izoláciu a veľkosť zariadenia, aby sa zabezpečilo splnenie výkonnostných ukazovateľov konkrétneho systému.
IV. Trendy budúceho vývoja
S rozvojom bezdrôtovej komunikačnej technológie neustále rastie dopyt po miniaturizácii a vysokom výkone RF a mikrovlnných zariadení. Obehové čerpadlá a izolátory sa tiež postupne vyvíjajú v týchto smeroch:
Podpora vyššej frekvencie: podpora pásiem milimetrových vĺn (ako je 5G a radar s milimetrovými vlnami).
Integrovaný dizajn: integrovaný s inými RF zariadeniami (ako sú filtre a rozdeľovače výkonu) na optimalizáciu výkonu systému.
Nízke náklady a miniaturizácia: používajte nové materiály a výrobné procesy na zníženie nákladov a prispôsobenie sa požiadavkám na koncové zariadenia.
Čas odoslania: 20. novembra 2024
