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环形器的工作原理.doc

环形器的工作原理

贾进志
2017-12-29 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《环形器的工作原理doc》,可适用于职业岗位领域

环形器的工作原理wwwuiycomcn环形器的工作原理一、概述:环形器是将进入其任一端口的入射波按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。环行器是有数个端的非可逆器件。其显著特点为能够单向传输高频信号能量分为微光学光纤、电子环形器在隔离器、双工器、反射放大器中有良好的应用。中文名环形器英文名Circulator突出特点单向传输高频信号能量分类微光学光纤、电子环形器应用隔离器、双工器、反射放大器、定义:环行器是一个有单向传输特性的三端口器件它表明器件从到从到和从到是导通的反过来信号从到从到和从到是隔离的。环行器是有数个端的非可逆器件。、特点:环行器的突出特点是单向传输高频信号能量它控制电磁波沿某一环行方向传输多用于高频功率放大器的输出端与负载之间起到各自独立互相“隔离”的作用。负载阻抗在变化甚至开路或短路的情况下都不影响功放的工作状态从而保护了功率放大器。环形器它具有体积小、频带宽、插损小等特点因而应用十分广泛可用于雷达通讯系统里使收发信号互相隔离收发可共用同一个天线。二、环行器原理基本原理:首先将变送器或仪表的信号通过半导体器件调制变换然后通过光感或磁感器件进行隔离转换然后再进行解调变换回隔离前原信号同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。环行器单向传输的原理是由于采用了铁氧体旋磁材料。这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下产生旋磁特性(又称张量磁导率特性)。正是这种旋磁特性使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转(法拉第效应)以及电磁波能量强烈吸收(铁磁共振)正是利用这个旋磁现象制做出结型隔离器、环行器。它具有体积小、频带宽、插损小等特点因而应用十分广泛。wwwuiycomcn非线性特性在射频和微波无源器件中环行器和隔离器的非线性特性比较差但是这些器件又往往被用于大功率场合。环行器和隔离器的非线性特性体现在谐波、正向互调(包括接收频段和发射频段)、接收频段发射互调、反向互调等。、谐波在大功率单载信号(f)的作用下环行器和隔离器会产生谐波(f、f等)。谐波的大小可用绝对值或相对值来表示但同时必须说明载频的幅度。研究环行器和隔离器谐波的意义在于可以充分了解系统间干扰的来源。另一重要意义是因为二次谐波是产生三阶互调的前提如果能定量的了解环行器和隔离器的谐波特性则可以正确设置系统中滤波器和双工器的带外抑制值以准确的控制系统成本。当输入信号功率为dBm时隔离器的二次谐波为dBm输入功率增加dB,二次谐波相应增加dB当输入功率增加到dBm谐波增加到dBm。正向传输互调、当两个载频同时输入环行器或隔离器时在输出端口产生互调产物。正向传输互调的典型值为dBcxdBm。、反射互调当两个载频同时输入环行器或隔离器时会产生互调产物并反射回输入端口。反射互调的典型值为dBcxdBm。wwwuiycomcn、反向互调当两个载波分别从输入和输出端加到隔离器时在输出端会产生互调产物。注意:载频来自不同的方向而且幅度大小不同。定义反向互调时应选择幅度较大的互调产物并以幅度较大的载频为参考。反向互调的典型值为dBc。三、环形器构件:环形器采用结型带线结构双Y形中心导体置于两片旋磁铁氧体样品之间组成样品结在样品结周围各置三片磁石使整个样品结产生一均匀恒定的磁场。隔离器、环行器端口由带线转为同轴线通过正确的设计它可使样品结和同轴线有良好的匹配满足隔离器、环行器各种性能的要求当在负载失配的情况下反射能量将沿着蓝线所标的方向流到外接的吸收电阻上能量被电阻所吸收。环形器三端口构件图环形器实物图环行器为三端口器件当端口为输入端口为输出则端口为隔离端口能量几乎不能穿过以此类推一般UHF读写器上用环行器为顺时针方向流通当端口为TX输出时RF信号会从端口而流过而端口即RX端口为隔离端具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果相反当端口作为收发复用端接收信号时信号会按顺时针进入端口此时泄露到TX端口的能量非常小可以忽略而TX泄露到RX端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果因此需根据接收端LNA参数在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离但由此产生一个问题因为RX接收的有用信号本身已经很少在进行TX端泄露信号衰减的同时RX端有用信号也被进一步削弱因此也会影响到LNA的接收因此用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果对于TX输出功率给定且ERP不超过相关规定的情况下要提高接收机灵敏度必须考虑增大收发两路的隔离度方法有很多视具体需求而定

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