Passives Gerät für HF-Zirkulator
1. Die Funktion des HF-Rundgeräts
Der HF-Zirkulator ist ein Drei-Port-Bauelement mit unidirektionalen Übertragungseigenschaften. Das bedeutet, dass das Bauelement von 1 nach 2, von 2 nach 3 und von 3 nach 1 leitfähig ist, während das Signal von 2 nach 1, von 3 nach 2 und von 1 nach 3 isoliert ist. Durch Ändern der Richtung des Ferrit-Vorspannungsfeldes kann die Signalleitungsrichtung verändert werden. Eine Anpassungslast kann als Isolator an einem Ende des HF-Zirkulators verwendet werden.
HF-Zirkulatoren spielen eine Rolle bei der gerichteten Signalübertragung und der Duplexübertragung in Systemen und können in Radar-/Kommunikationssystemen eingesetzt werden, um die Sende- und Empfangssignale voneinander zu trennen. Senden und Empfangen können dieselbe Antenne nutzen.
HF-Isolatoren spielen eine wichtige Rolle bei der stufenübergreifenden Isolation, der Impedanzanpassung, der Übertragung von Leistungssignalen und dem Schutz des Eingangsstufen-Leistungssynthesesystems. Durch die Verwendung einer Last zur Kompensation des durch Anpassung oder mögliche Fehlanpassungen in späteren Stufen verursachten Rückleistungssignals wird das Eingangsstufen-Leistungssynthesesystem geschützt, welches eine wichtige Komponente in Kommunikationssystemen darstellt.
2. Der Aufbau des HF-Zirkulators
Das Prinzip eines HF-Zirkulators beruht auf der Nutzung der anisotropen Eigenschaften von Ferritmaterialien durch ein Magnetfeld. Durch Ausnutzung des Faraday-Effekts, der die Drehung der Polarisationsebene bei der Übertragung elektromagnetischer Wellen in einem rotierenden Ferritmaterial unter dem Einfluss eines externen Gleichfeldmagnetfelds bewirkt, und durch geeignete Konstruktion ist die Polarisationsebene der elektromagnetischen Welle bei Vorwärtsausbreitung senkrecht zum geerdeten Widerstandsstecker ausgerichtet, was zu minimaler Dämpfung führt. Bei Rückwärtsausbreitung ist die Polarisationsebene der elektromagnetischen Welle parallel zum geerdeten Widerstandsstecker und wird nahezu vollständig absorbiert. Zu den Mikrowellenstrukturen gehören Mikrostreifen-, Hohlleiter-, Streifenleitungs- und Koaxialleitungen, wobei Mikrostreifen-Dreipol-Zirkulatoren am häufigsten eingesetzt werden. Ferritmaterialien dienen als Medium, auf dem eine Leitungsbandstruktur aufgebracht ist. Durch Anlegen eines konstanten Magnetfelds werden die Zirkulatoreigenschaften erzielt. Eine Änderung der Richtung des angelegten Magnetfelds bewirkt eine Änderung der Schleifenrichtung.
Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau einer oberflächenmontierten ringförmigen Vorrichtung, bestehend aus einem zentralen Leiter (CC), Ferrit (FE), einer gleichmäßigen Magnetplatte (PO), einem Magneten (MG), einer Temperaturkompensationsplatte (TC), einem Deckel (Lid) und einem Gehäuse.
3. Gängige Formen von HF-Zirkulatoren
Dazu gehören Koaxialzirkulatoren (N, SMA), Oberflächenmontage-Ringresonatoren (SMT-Zirkulatoren), Streifenleitungszirkulatoren (D, auch Drop-in-Zirkulator genannt), Wellenleiterzirkulatoren (W) und Mikrostreifenzirkulatoren (M, auch Substratzirkulator genannt), wie in der Abbildung dargestellt.
4. Wichtige Indikatoren des HF-Zirkulators
1. Frequenzbereich
2. Übertragungsrichtung
Im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, auch bekannt als Drehung um den linken und rechten Ring.
3. Einfügungsdämpfung
Es beschreibt die Energie eines Signals, das von einem Ende zum anderen übertragen wird, und je geringer die Einfügungsdämpfung ist, desto besser.
4. Isolation
Je größer die Isolation, desto besser; ein absoluter Wert von mehr als 20 dB ist vorzuziehen.
5. VSWR/Rückflussdämpfung
Je näher das VSWR an 1 liegt, desto besser, und je größer der absolute Wert der Rückflussdämpfung ist, desto mehr beträgt er 18 dB.
6. Anschlusstyp
Im Allgemeinen gibt es N, SMA, BNC, TAB usw.
7. Leistung (Vorwärtsleistung, Rückwärtsleistung, Spitzenleistung)
8. Betriebstemperatur
9. Dimension
Die folgende Abbildung zeigt die technischen Spezifikationen einiger HF-Zirkulatoren von RFTYT.
| RFTYT 30MHz-18.0GHz HF-Koaxialzirkulator | |||||||||
| Modell | Frequenzbereich | BWMax. | IL.(dB) | Isolierung(dB) | VSWR | Vorwärtskraft (W) | DimensionBreite x Länge x Höhe mm | SMATyp | NTyp |
| TH6466H | 30-40 MHz | 5% | 2,00 | 18.0 | 1.30 | 100 | 60,0*60,0*25,5 | ||
| TH6060E | 40–400 MHz | 50% | 0,80 | 18.0 | 1.30 | 100 | 60,0*60,0*25,5 | ||
| TH5258E | 160–330 MHz | 20% | 0,40 | 20.0 | 1,25 | 500 | 52,0*57,5*22,0 | ||
| TH4550X | 250–1400 MHz | 40 % | 0,30 | 23.0 | 1.20 | 400 | 45,0*50,0*25,0 | ||
| TH4149A | 300-1000 MHz | 50% | 0,40 | 16.0 | 1,40 | 30 | 41,0*49,0*20,0 | / | |
| TH3538X | 300–1850 MHz | 30 % | 0,30 | 23.0 | 1.20 | 300 | 35,0*38,0*15,0 | ||
| TH3033X | 700–3000 MHz | 25 % | 0,30 | 23.0 | 1.20 | 300 | 32,0*32,0*15,0 | / | |
| TH3232X | 700–3000 MHz | 25 % | 0,30 | 23.0 | 1.20 | 300 | 30,0*33,0*15,0 | / | |
| TH2528X | 700–5000 MHz | 25 % | 0,30 | 23.0 | 1.20 | 200 | 25,4*28,5*15,0 | ||
| TH6466K | 950–2000 MHz | Voll | 0,70 | 17.0 | 1,40 | 150 | 64,0*66,0*26,0 | ||
| TH2025X | 1300–6000 MHz | 20% | 0,25 | 25.0 | 1.15 | 150 | 20,0*25,4*15,0 | / | |
| TH5050A | 1,5–3,0 GHz | Voll | 0,70 | 18.0 | 1.30 | 150 | 50,8*49,5*19,0 | ||
| TH4040A | 1,7–3,5 GHz | Voll | 0,70 | 17.0 | 1,35 | 150 | 40,0*40,0*20,0 | ||
| TH3234A | 2,0–4,0 GHz | Voll | 0,40 | 18.0 | 1.30 | 150 | 32,0*34,0*21,0 | ||
| TH3234B | 2,0–4,0 GHz | Voll | 0,40 | 18.0 | 1.30 | 150 | 32,0*34,0*21,0 | ||
| TH3030B | 2,0–6,0 GHz | Voll | 0,85 | 12.0 | 1,50 | 50 | 30,5*30,5*15,0 | / | |
| TH2528C | 3,0–6,0 GHz | Voll | 0,50 | 20.0 | 1,25 | 150 | 25,4*28,0*14,0 | ||
| TH2123B | 4,0–8,0 GHz | Voll | 0,60 | 18.0 | 1.30 | 60 | 21,0*22,5*15,0 | ||
| TH1620B | 6,0–18,0 GHz | Voll | 1,50 | 9,5 | 2,00 | 30 | 16,0*21,5*14,0 | / | |
| TH1319C | 6,0–12,0 GHz | Voll | 0,60 | 15.0 | 1,45 | 30 | 13,0*19,0*12,7 | / | |
