Prinzip und Anwendung des 3-Port-Zirkulators im Mikrowellensystem

3-PortZirkulatorist ein wichtiges Mikrowellen-/HF-Gerät, das häufig in Signalrouting-, Isolations- und Duplex-Szenarien verwendet wird. Dieser Artikel stellt kurz sein Strukturprinzip, seine Leistungsmerkmale und typischen Anwendungen vor.

Was ist ein 3-PortZirkulator?

Ein 3-PortZirkulatorist ein passives, nicht reziprokes Dreitorgerät, und das Signal kann nur in einer festen Richtung zwischen den Toren zirkulieren:

Eingang von Port 1 → Ausgang nur von Port 2;

Eingang von Port 2 → Ausgang nur von Port 3;

Eingang von Port 3 → Ausgang nur von Port 1.

Idealerweise ist die Signalübertragung eines 3-PortZirkulatorfolgt einer festen Richtung: Port 1 → Port 2, Port 2 → Port 3, Port 3 → Port 1 und bildet so einen unidirektionalen Schleifenpfad. Jeder Port überträgt Signale nur an den nächsten Port, und das Signal wird nicht rückwärts übertragen oder an andere Ports weitergegeben. Diese Eigenschaft wird als „Nichtreziprozität“ bezeichnet. Dieses ideale Übertragungsverhalten lässt sich durch eine Standardstreumatrix beschreiben und weist geringe Einfügungsdämpfung, hohe Isolation und gerichtete Übertragungsleistung auf.

Strukturtypen

Koaxial, Drop-in, Oberflächenmontage, Mikrostreifen, UndWellenleiterTypen

Typische Anwendungen

Verwendung des Isolators: Wird häufig in Hochleistungs-Mikrowellensystemen verwendet, um Sender vor Schäden durch reflektierte Wellen zu schützen. Der dritte Port ist mit einer passenden Last verbunden, um eine hohe Isolation zu erreichen.

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

Reflexionsverstärkersystem: In Kombination mit Geräten mit negativem Widerstand (wie Gunn-Dioden) können Zirkulatoren zum Isolieren von Eingangs- und Ausgangspfaden verwendet werden.