射频环行器的工作原理及射频环行器应用

　　射频或微波环行器或隔离器是通常具有三个，有时是四个端口的设备，它们用于射频系统设计，需要将电源从一个端口传输到另一个端口，同时将电源与另一个端口隔离。

　　射频环行器在许多射频应用中用作双工器，允许同时进行发射和接收功能，它们广泛用于射频设计应用，包括雷达系统和各种专业无线电通信系统。

　　射频循环器之所以得名，是因为它们将功率从一个端口传输到另一个端口，例如，从端口1进入到端口2输出，从端口2进入到端口3进行循环。

　　射频环行器的工作原理

　　与射频环行器的连接通常称为端口，除此之外，它们通常编号为1、2、3等。

　　RF循环器之所以得名，是因为它只将进入一个端口的功率循环到下一个端口。施加到端口1的信号将传递到端口2，输入到端口2的信号将传递到端口3，但不会返回到端口1。端口3的输入将传递到端口1，但不会反向传递到端口2。

　　理想的循环器会将所有功率从一个端口传输到所需端口，而不会传输到任何其他端口。但实际上，传输路径中总是会有一些衰减，并且一些信号总是会泄漏到应该隔离的端口上。这些设备的关键射频电路设计挑战是确保最佳传输和隔离发生。

　　环行器可能使用带状线印刷电路板技术（但通常使用损耗非常低的电介质或PCB材料）并包含在带有连接器或其他与外界连接的金属盒内——有些甚至使用表面贴装技术。其他环行器可能基于波导，这些环行器可用于结合了波导技术的RF系统设计应用。任何给定实例所需的接口类型和技术将取决于应用的射频电路设计。就其操作而言，大多数射频环行器都基于铁磁材料的使用。有两种主要类型：

　　三端口环行器：三端口“Y型结”环行器基于消除在磁化材料附近通过两条不同路径传播的波。波导环行器可以是任何一种类型，而基于带状线的更紧凑的设备是3端口类型。

　　四端口环行器：基于在磁化材料中传播的波的法拉第旋转的四端口波导环行器。使用这项技术，他们能够将射频信号路由到四个端口。

　　射频环行器电路符号

　　除了其他电子元件之外，RF环行器有自己的电路符号，用于在电子电路图或原理图上表示它。

　　基本符号由圆圈和一个箭头组成，表示功率循环的方向。通常端口按顺时针顺序围绕圆圈显示：端口1，端口2，最后是端口3。

　　值得注意的是，每个端口，无论是同轴馈线还是波导，都显示为单线而不是一对导体。

　　常用的射频环行器形式之一是由位于印刷电路板或其他电介质上的微带或带状线传输线的Y形部分形成。端口相隔120°放置，因此它们围绕一个圆等距分布。

　　然后将印刷电路板组件夹在两块铁氧体之间，然后在其外面，将两个强力磁铁固定到位。

　　该组件在轴向上通过铁氧体盘建立了一个强磁场，这将磁场集中在Y结周围，称为偏置。

　　当信号施加到其中一个端口时，带状线中会产生电磁场，该电磁场与来自磁铁的磁场相互作用，并且它们之间存在复杂的相互作用。这导致信号只能围绕环行器传输到下一个端口。由Y结和铁氧体盘组成的环行器组件具有明显的谐振频率-该组件实际上形成了一个谐振器。出于显而易见的原因，环行器不是在这个频率下工作，而是高于或低于该频率，因为插入损耗，即衰减要低得多。

　　射频环行器应用

　　在各种射频电路设计应用中，射频环行器有多种应用。通常它们倾向于在微波频率下使用，因此它们通常被称为微波循环器。

　　双工器：射频环行器最明显和最常见的应用之一是在雷达系统或无线电通信系统中，其中发射器和接收器使用公共天线。