циркулятор свч

Циркулятор СВЧ – это пассивное устройство, которое направляет СВЧ-сигналы только в одном направлении между портами. Обычно он имеет три или четыре порта, и сигнал входит в один порт и выходит только из следующего порта. Это позволяет изолировать компоненты, предотвращать отражения и создавать дуплексные системы. Принцип работы основан на использовании ферритов и внешнего магнитного поля.

Основные понятия и принципы работы циркулятора СВЧ

Циркулятор СВЧ (сверхвысокочастотный циркулятор) – это компонент СВЧ-тракта, который направляет электромагнитную энергию последовательно между портами в заданном направлении. По сути, это однонаправленный переключатель для СВЧ-сигналов.

Принцип действия

Работа циркулятора СВЧ основана на использовании ферромагнитных материалов (ферритов) и внешнего магнитного поля. Под воздействием магнитного поля феррит приобретает свойства анизотропии, что приводит к различной скорости распространения электромагнитных волн в зависимости от направления. Это позволяет организовать передачу сигнала только в одном направлении.

Конструкция

Типичный циркулятор СВЧ состоит из ферритового диска (или нескольких дисков) помещенного в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Входные и выходные порты подключаются к дискам таким образом, чтобы обеспечить однонаправленную передачу сигнала. В зависимости от конструкции, циркуляторы могут иметь 3 или 4 порта.

Типы циркуляторов СВЧ

Существует несколько типов циркуляторов СВЧ, отличающихся конструкцией и характеристиками:

• Y-образные циркуляторы: Наиболее распространенный тип, имеющий три порта, расположенных в форме буквы Y.
• Дельта-циркуляторы: Также трехпортовые, но с другой геометрией расположения портов.
• Четырехпортовые циркуляторы (изоляторы): Один из портов нагружен (обычно на согласованную нагрузку), что позволяет использовать устройство в качестве изолятора.

Параметры и характеристики циркуляторов СВЧ

Основные параметры, характеризующие циркуляторы СВЧ:

• Рабочая частота: Диапазон частот, в котором циркулятор обеспечивает заданные характеристики.
• Потери в прямом направлении (Insertion Loss): Отношение мощности сигнала на выходе к мощности сигнала на входе при прохождении сигнала в прямом направлении (между соседними портами). Должны быть минимальными.
• Развязка (Isolation): Отношение мощности сигнала на выходе нежелательного порта к мощности сигнала на входе. Должна быть максимальной.
• КСВН (VSWR): Коэффициент стоячей волны по напряжению, характеризующий согласование портов. Должен быть близким к 1.
• Вносимые потери (Insertion loss): Потери мощности сигнала при прохождении через циркулятор в прямом направлении.
• Рабочая температура: Диапазон температур, в котором циркулятор сохраняет свои характеристики.

Применение циркуляторов СВЧ

Циркуляторы СВЧ широко используются в различных СВЧ-системах, включая:

• Радиолокационные системы: Для разделения передатчика и приемника, позволяя использовать одну антенну для обеих целей.
• Системы связи: В дуплексных системах для одновременной передачи и приема сигнала.
• Измерительное оборудование: Для защиты генераторов от отраженной мощности.
• Усилители мощности: Для защиты усилителя от нагрузки с высоким КСВН.

Как выбрать циркулятор СВЧ

При выборе циркулятора СВЧ необходимо учитывать следующие факторы:

• Рабочая частота: Циркулятор должен работать в требуемом диапазоне частот.
• Потери в прямом направлении и развязка: Необходимо выбрать циркулятор с минимальными потерями и максимальной развязкой.
• КСВН: Важно выбрать циркулятор с хорошим согласованием портов.
• Мощность: Циркулятор должен выдерживать мощность сигнала в системе.
• Тип корпуса и разъемов: Необходимо выбрать циркулятор с подходящим типом корпуса и разъемов для удобства монтажа.

Преимущества и недостатки циркуляторов СВЧ

Преимущества:

• Однонаправленная передача сигнала.
• Высокая развязка между портами.
• Компактные размеры.

Недостатки:

• Ограниченный диапазон рабочих частот.
• Зависимость характеристик от температуры.
• Потребность во внешнем магнитном поле.

Примеры использования циркуляторов СВЧ

Рассмотрим несколько конкретных примеров использования циркуляторов СВЧ:

• В радиолокаторе: Циркулятор позволяет использовать одну антенну для передачи мощного зондирующего сигнала и приема слабого отраженного сигнала. Передатчик подключается к одному порту циркулятора, антенна – к другому, а приемник – к третьему. После передачи импульса, циркулятор перенаправляет отраженный сигнал от антенны к приемнику, защищая его от перегрузки мощным передатчиком.
• В дуплексном радиопередатчике: Циркулятор обеспечивает одновременную передачу и прием сигнала по одной антенне. Передатчик подключается к одному порту, приемник – к другому, а антенна – к третьему. Циркулятор направляет сигнал от передатчика к антенне и от антенны к приемнику, предотвращая перекрытие сигналов.

Где купить циркулятор СВЧ

Приобрести циркуляторы СВЧ можно у различных поставщиков СВЧ-компонентов. Один из надежных поставщиков в России – ООО Сычуань TYT Технология, представленный на сайте https://www.rftyt.ru/. Компания предлагает широкий ассортимент циркуляторов СВЧ с различными характеристиками и типами разъемов. При выборе поставщика обращайте внимание на репутацию компании, доступность технической поддержки и соответствие продукции стандартам качества.

Таблица сравнения параметров циркуляторов СВЧ (пример)

Заключение

Циркуляторы СВЧ являются важными компонентами современных СВЧ-систем, обеспечивающими однонаправленную передачу сигнала и защиту оборудования. Правильный выбор циркулятора СВЧ, в соответствии с требованиями системы, позволяет оптимизировать ее характеристики и обеспечить надежную работу. Надеемся, что данная статья помогла вам разобраться в особенностях этих устройств.