A Bangolaidžio cirkuliatoriusmikrobangų krosnelėje yra pasyvus, ne{0}}abipusis mikrobangų komponentas, įgalinantis vienakryptį mikrobangų signalų perdavimą. Jis atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį mikrobangų sistemose ir yra plačiai taikomas daugelyje sričių.
Pagrindinė funkcija
Tai leidžia mikrobangų signalams tekėti tam tikra kryptimi bangolaidžio viduje. Paprastai jame yra keli prievadai, o signalas, įeinantis iš vieno prievado, bus perduodamas į kitą prievadą iš eilės pagal nustatytą kryptį, o atskirtas nuo kitų prievadų. Pavyzdžiui, trijų-prievadų cirkuliaciniame siurblyje signalas, įeinantis iš 1 prievado, bus išvedamas iš 2 prievado, iš 2 prievado – iš 3 prievado, o iš 3 prievado – iš 1 prievado. Ši vienkrypčio perdavimo charakteristika veiksmingai apsaugo nuo signalo trukdžių ir atspindžių, užtikrindama normalų sistemos veikimą.
Darbo principas
Tai daugiausia priklauso nuo ne{0}}abipusių ferito medžiagų elektromagnetinių savybių. Kai feritas yra veikiamas išorinio magnetinio lauko, jo elektromagnetinės savybės pasikeis, parodydamos skirtingą magnetinį pralaidumą elektromagnetinėms bangoms, sklindančioms skirtingomis kryptimis. Tiksliai suprojektavus bangolaidžio struktūrą ir ferito įmagnetinimo režimą, mikrobangų signalai gali sklisti tik tam tikra kryptimi bangolaidžio viduje, taip įgyvendinant cirkuliacinio siurblio funkciją.
Struktūrinis projektavimas
Jį dažnai sudaro bangolaidžio korpusas, ferito blokai ir nuolatiniai magnetai. Bangolaidžio korpusas suteikia perdavimo kelią mikrobangų signalams; ferito blokas, kaip pagrindinis komponentas, naudojamas ne-abipusėms charakteristikoms įvesti; o nuolatinis magnetas yra atsakingas už stabilaus poslinkio magnetinio lauko užtikrinimą, kad feritas veiktų norimoje būsenoje. Įprastos struktūrinės formos yra stačiakampėsBangolaidžio cirkuliatoriaiir žiediniai bangolaidžio cirkuliatoriai. Skirtingi konstrukciniai projektai parenkami atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus ir dažnių juostas, siekiant optimizuoti našumo rodiklius, tokius kaip įterpimo praradimas, izoliacija ir galios talpa.
Taikymo scenarijai
- Radaro sistemos: Naudojamas radaro siunčiantiems ir priimantiems signalams atskirti. Radaro siųstuvo skleidžiamas signalas per cirkuliacinį siurblį patenka į anteną ir išspinduliuojamas į erdvę; antenos gaunamas aido signalas per cirkuliacinį siurbliuką patenka į imtuvą. Tai neleidžia didelės-galios perdavimo signalui patekti į imtuvą ir sugadinti, o taip pat pagerina radaro priėmimo jautrumą ir aptikimo tikslumą.
- Palydovinis ryšys: Palydovinio ryšio sistemose jis naudojamas aukštyn ir žemyn nukreiptiems signalams izoliuoti, kad būtų išvengta abipusių trukdžių. Kartu jis taip pat gali apsaugoti pagrindinius komponentus, tokius kaip palydovo galios stiprintuvai, kad juos nepažeistų atsispindėję signalai, užtikrinant stabilų palydovinio ryšio sistemos veikimą ir signalo perdavimo patikimumą.
- Mikrobangų bandymo įranga: Mikrobangų bandymo sistemose, tokiose kaip signalų šaltiniai ir spektro analizatoriai, jis gali būti naudojamas signalų nukreipimui perduoti, izoliuoti nepageidaujamus atspindėtus signalus ir pagerinti bandymo rezultatų tikslumą ir stabilumą. Pavyzdžiui, prijungus apkrovą ar bandymo įrenginį, cirkuliacinis siurblys gali užtikrinti, kad signalas tekėtų tik nurodyta kryptimi, neleisdamas signalo atspindžiams paveikti bandymo įrangos veikimo.
Techniniai iššūkiai ir pokyčiai
Dizaino iššūkisBangolaidžio cirkuliatoriaiVienu metu pasiekiamas mažas įterpimo nuostolis, didelė izoliacija ir didelė galios talpa, taip pat sumažinamas įrenginio dydis ir svoris, kad būtų patenkinti šiuolaikinių ryšių sistemų miniatiūrizavimo ir integravimo poreikiai. Pastaraisiais metais, nuolat tobulėjant medžiagų mokslui ir mikro-nano apdorojimo technologijoms, nuolat atsiranda naujų tipų bangolaidžių cirkuliatorių. Pavyzdžiui, naudojant MEMS technologiją miniatiūriniams bangolaidžio cirkuliatoriams gaminti, galima žymiai sumažinti įrenginio tūrį ir energijos suvartojimą. Be to, naujų medžiagų, tokių kaip metamedžiagos, tyrimai ir taikymas taip pat suteikia naujų idėjų, kaip pagerinti cirkuliacinių siurblių veikimą, tikintis kai kuriais aspektais įveikti tradicinių cirkuliacinių siurblių apribojimus ir pasiekti geresnių elektromagnetinių savybių.
Nuoroda
1. Pozar, DM, „Microwave Engineering“, 4-asis leidimas, John Wiley & Sons, 2012 m.
2 "Bangolaidžio cirkuliatoriaus projektavimas ir analizė", susijusi mokslinė literatūra mikrobangų technologijos srityje.