Circulador

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Un circulador ( del latín  circulare “caminar en un círculo”) es un multipolo coordinado, no disipativo y no recíproco , en el que la transferencia de energía ocurre en una dirección desde la entrada 1 a la entrada 2, desde la entrada 2 a la entrada 3, etc., desde la ingrese con el número más alto - para ingresar 1 [1] . Los más utilizados son los circuladores de seis y ocho polos (es decir, de tres y cuatro entradas, respectivamente, denominados circuladores Y y X). Los circuladores se utilizan como dispositivos de desacoplamiento (unidades funcionales de microondas), por ejemplo: para el uso simultáneo de una antena común para transmisión y recepción; en amplificadores paramétricos; en circuitos para agregar potencia a generadores.

Las características técnicas de radio más significativas del circulador son las pérdidas directas (pérdida de inserción)

A pr \ u003d PAGS 1+ / PAGS 2− \ u003d PAGS 2+ / PAGS 3− \ u003d PAGS 3+ / PAGS 1−

y pérdida de retorno (diafonía, desacoplamiento del hombro)

A arr \ u003d PAGS 1+ / PAGS 3− \ u003d PAGS 2+ / PAGS 1− \ u003d PAGS 3+ / PAGS 2− ,

que suelen expresarse en decibelios . Este ejemplo es para un circulador Y; el signo más indica que se inyecta la potencia correspondiente en el circulador, el signo menos indica que se emite la potencia. En el rango de frecuencias de funcionamiento, un buen circulador suele tener los siguientes parámetros: A pr ≤ 0,5 dB ; Un arr ≥ 30 dB .

Clasificación

Circuladores de radio

Circuladores electrónicos

Los circuladores electrónicos utilizan la capacidad de algunos desfasadores activos para crear un desfase irreversible de π radianes (ver también Inversor de fase ). Dichos circuladores se basan en circuitos integrados o elementos discretos: transistores , diodos , resistencias . Los circuladores electrónicos se utilizan en frecuencias desde unos pocos hercios hasta varias decenas de megahercios.

Circuladores de ferrita

El principio de funcionamiento del circulador se basa en las propiedades únicas de algunos grados especiales de ferrita , que aparecen cuando es desplazada por un campo magnético constante. Hay varios diseños de circuladores.

Los circuladores de ferrita no requieren una fuente de alimentación y funcionan con potencias mucho más altas que las activas. Además, su rango de frecuencia de operación es más alto. Al mismo tiempo, a bajas frecuencias, sus dimensiones pueden resultar inaceptablemente grandes.

Circuladores de fibra óptica

Los circuladores ópticos funcionan con oscilaciones electromagnéticas del rango óptico . Los circuitos de circuladores ópticos son tripolares: la luz que ingresa al puerto 1 sale por el puerto 2, pero la luz que llega al puerto 2 sale por el puerto 3. Esta propiedad permite que los circuladores ópticos se utilicen como divisores en sistemas de comunicación de fibra óptica dúplex , así como en amplificadores de señal óptica. Un circulador óptico puede, en principio, usarse como un aislador óptico si la luz que sale del puerto 3 no se alimenta a ninguna parte. La ventaja de un circulador óptico sobre un simple divisor de fibra óptica con núcleos soldados es la baja pérdida de energía luminosa (menos de 1 dB), así como la ausencia de reflejos.

El principio de funcionamiento de un circulador óptico se basa en el efecto Faraday : cuando la luz atraviesa algunos materiales en un campo magnético constante, el plano de polarización gira un cierto ángulo, dependiendo de la frecuencia de la luz. En este caso, el sentido de giro no depende de si la luz se propaga del puerto 1 al puerto 2 o viceversa. Complementando el dispositivo con un sistema de elementos birrefringentes (placa de media onda y polarizadores con desplazamiento espacial de la luz), obtendremos un circulador óptico.

Ejemplos

Características básicas normalizadas

Literatura y Documentación

Literatura

Documentación técnico-normativa

Notas

  1. ↑ D. M. Sazonov. Antenas y dispositivos de microondas. M.: Escuela superior, 1988. S. 168.

Enlaces

Véase también