Prinzip und Anwendung des 3-Port-Zirkulators in Mikrowellensystemen

3-PortZirkulatorEs handelt sich um ein wichtiges Mikrowellen-/HF-Bauelement, das häufig in Signalrouting-, Isolations- und Duplex-Anwendungen eingesetzt wird. Dieser Artikel stellt kurz sein Funktionsprinzip, seine Leistungsmerkmale und typische Anwendungsgebiete vor.

Was ist ein 3-Port?Zirkulator?

Ein 3-PortZirkulatorEs handelt sich um ein passives, nicht-reziprokes Drei-Tor-Bauelement, und das Signal kann nur in einer festen Richtung zwischen den Toren zirkulieren:

Eingang von Port 1 → Ausgang nur über Port 2;

Eingang von Port 2 → Ausgang nur über Port 3;

Eingang von Port 3 → Ausgang nur von Port 1.

Idealerweise erfolgt die Signalübertragung eines 3-PortsZirkulatorDie Signalübertragung erfolgt in einer festen Richtung: Port 1 → Port 2, Port 2 → Port 3, Port 3 → Port 1. Dadurch entsteht ein unidirektionaler Schleifenpfad. Jeder Port sendet Signale ausschließlich an den nächsten Port; eine Rückübertragung oder ein Signalverlust an andere Ports findet nicht statt. Dieses Merkmal wird als „Nichtreziprozität“ bezeichnet. Das ideale Übertragungsverhalten lässt sich durch eine Standard-Streumatrix beschreiben und zeichnet sich durch geringe Einfügedämpfung, hohe Isolation und gerichtete Übertragungseigenschaften aus.

Strukturtypen

Koaxial, Direkt vorbeikommen, Oberflächenmontage, Mikrostreifen, UndWellenleiterTypen

Typische Anwendungen

Verwendung von Isolatoren: Häufig in Hochleistungs-Mikrowellensystemen eingesetzt, um Sender vor Schäden durch reflektierte Wellen zu schützen. Der dritte Anschluss ist mit einer passenden Last verbunden, um eine hohe Isolation zu erreichen.

Duplexerfunktion: In Radar- oder Kommunikationssystemen wird sie verwendet, damit Sender und Empfänger dieselbe Antenne nutzen können, ohne sich gegenseitig zu stören.

Reflexionsverstärkersystem: In Kombination mit Bauelementen mit negativem Widerstand (wie Gunn-Dioden) können Zirkulatoren verwendet werden, um Eingangs- und Ausgangspfade zu isolieren.

 

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Veröffentlichungsdatum: 25. Juli 2025