Kiertovesipumput ja eristimet: RF- ja mikroaaltopiirien ydinlaitteet

RF- ja mikroaaltopiireissä kiertovesipumput ja eristimet ovat kaksi ratkaisevan tärkeää laitetta, joita käytetään laajalti niiden ainutlaatuisten toimintojen ja sovellusten vuoksi. Niiden ominaisuuksien, toimintojen ja sovellusskenaarioiden ymmärtäminen auttaa insinöörejä valitsemaan sopivia ratkaisuja todellisiin suuntelmiin, mikä parantaa järjestelmän suorituskykyä ja luotettavuutta.

1. Circulator: Signaalien suunnansäädin

1. Mikä on kiertovesipumppu?
Kiertoilmapumppu on ei-resiprookkinen laite, joka yleensä käyttää ferriittimateriaaleja ja ulkoista magneettikenttää signaalien yksisuuntaiseen siirtoon. Siinä on yleensä kolme porttia, ja signaaleja voidaan siirtää porttien välillä vain kiinteään suuntaan. Esimerkiksi portista 1 porttiin 2, portista 2 porttiin 3 ja portista 3 takaisin porttiin 1.
2. Kiertovesipumpun päätoiminnot
Signaalin jakelu ja yhdistäminen: jaa tulosignaalit eri lähtöportteihin kiinteään suuntaan tai yhdistä useiden porttien signaalit yhteen porttiin.
Lähetys- ja vastaanottoeristys: käytetään duplekserina lähetys- ja vastaanottosignaalien eristämiseksi yhdessä antennissa.
3. Kiertovesipumppujen ominaisuudet
Ei-vastavuoroisuus: signaaleja voidaan lähettää vain yhteen suuntaan, jolloin vältetään vastakkaiset häiriöt.
Alhainen lisäyshäviö: pieni tehohäviö signaalinsiirron aikana, erityisesti korkeataajuussovelluksiin.
Laajakaistatuki: kattaa laajan taajuusalueen megahertsistä gigahertsiin.
4. Kiertovesipumppujen tyypillisiä käyttökohteita
Tutkajärjestelmä: eristää lähettimen vastaanottimesta estäen suurtehoisten lähetyssignaalien vahingoittumisen vastaanottavassa laitteessa.
Viestintäjärjestelmä: käytetään signaalin jakeluun ja moniantenniryhmien kytkentään.
Antennijärjestelmä: tukee lähetettyjen ja vastaanotettujen signaalien eristämistä järjestelmän vakauden parantamiseksi.

II. Eristin: signaalin suojauseste

1. Mikä on eristin?
Erottimet ovat erityinen kiertovesipumppujen muoto, joissa on yleensä vain kaksi porttia. Niiden päätehtävänä on estää signaalin heijastuminen ja takaisinvirtaus, mikä suojaa herkkiä laitteita häiriöiltä.
2. Eristimien päätoiminnot
Signaalin eristäminen: estä heijastuneiden signaalien virtaaminen takaisin etulaitteisiin (kuten lähettimiin tai tehovahvistimiin) laitteiden ylikuumenemisen tai suorituskyvyn heikkenemisen välttämiseksi.
Järjestelmän suojaus: monimutkaisissa piireissä eristimet voivat estää vierekkäisten moduulien välisiä häiriöitä ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.
3. Eristimien ominaisuudet
Yksisuuntainen lähetys: signaali voidaan lähettää vain tulopäästä lähtöpäähän, ja käänteinen signaali vaimennetaan tai absorboidaan.
Korkea eristys: tarjoaa erittäin tehokkaan vaimennusvaikutuksen heijastuneisiin signaaleihin, yleensä jopa 20 dB tai enemmän.
Alhainen lisäyshäviö: varmistaa, että tehohäviö normaalin signaalinsiirron aikana on mahdollisimman pieni.
4. Erotinten tyypillisiä käyttökohteita
RF-vahvistimen suojaus: estää heijastuneiden signaalien aiheuttaman epävakaan toiminnan tai jopa vahvistimen vaurioitumisen.
Langaton tietoliikennejärjestelmä: eristä RF-moduuli tukiaseman antennijärjestelmässä.
Testilaitteet: poista heijastuneet signaalit mittauslaitteesta testin tarkkuuden parantamiseksi.

III. Kuinka valita oikea laite?

RF- tai mikroaaltopiirejä suunniteltaessa kiertovesipumpun tai eristimen valinnan tulisi perustua tiettyihin sovellusvaatimuksiin:
Jos sinun on jaettava tai yhdistettävä signaaleja useiden porttien välillä, kiertovesipumput ovat parempi vaihtoehto.
Jos päätarkoitus on suojata laitetta tai vähentää heijastuneiden signaalien aiheuttamia häiriöitä, eristimet ovat parempi valinta.
Lisäksi laitteen taajuusalue, väliinkytkentähäviö, eristyskyky ja kokovaatimukset on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon sen varmistamiseksi, että tietyn järjestelmän suorituskykyindikaattorit täyttyvät.

IV. Tulevaisuuden kehityssuunnat

Langattoman viestintätekniikan kehittyessä RF- ja mikroaaltolaitteiden pienentämisen ja korkean suorituskyvyn kysyntä kasvaa jatkuvasti. Myös kiertovesipumput ja eristimet kehittyvät vähitellen seuraaviin suuntiin:
Korkeamman taajuuden tuki: tukee millimetriaaltoalueita (kuten 5G ja millimetriaaltotutka).
Integroitu rakenne: integroitu muihin RF-laitteisiin (kuten suodattimiin ja tehonjakajiin) järjestelmän suorituskyvyn optimoimiseksi.
Alhaiset kustannukset ja pienentäminen: käytä uusia materiaaleja ja valmistusprosesseja kustannusten vähentämiseksi ja päätelaitteiden vaatimuksiin mukautumiseksi.