Circulador de microstrip

Un circulador de microbanda de RF é un dispositivo de microondas de tres portos empregado en sistemas de comunicación sen fíos, tamén coñecido como timbre ou circulador. Ten a característica de transmitir sinais de microondas dun porto aos outros dous portos e non ten reciprocidade, o que significa que os sinais só se poden transmitir nunha dirección. Este dispositivo ten unha ampla gama de aplicacións en sistemas de comunicación sen fíos, como en transceptores para o enrutamento de sinais e a protección de amplificadores contra efectos de potencia inversa.
O circulador de microstrip de RF consta principalmente de tres partes: unión central, porto de entrada e porto de saída. Unha unión central é un condutor cun alto valor de resistencia que conecta os portos de entrada e saída. Arredor da unión central hai tres liñas de transmisión de microondas, concretamente a liña de entrada, a liña de saída e a liña de illamento. Estas liñas de transmisión son unha forma de liña de microstrip, con campos eléctricos e magnéticos distribuídos nun plano.

O principio de funcionamento do circulador de microbanda RF baséase nas características das liñas de transmisión de microondas. Cando un sinal de microondas entra polo porto de entrada, primeiro transmítese pola liña de entrada ata a unión central. Na unión central, o sinal divídese en dúas vías, unha transmítese pola liña de saída ata o porto de saída e a outra transmítese pola liña de illamento. Debido ás características das liñas de transmisión de microondas, estes dous sinais non interferirán entre si durante a transmisión.

Os principais indicadores de rendemento do circulador de microstrip de RF inclúen o rango de frecuencia, a perda de inserción, o illamento e a relación de onda estacionaria de tensión, etc. O rango de frecuencia refírese ao rango de frecuencia dentro do cal o dispositivo pode funcionar normalmente, a perda de inserción refírese á perda de transmisión do sinal desde o porto de entrada ao porto de saída, o grao de illamento refírese ao grao de illamento do sinal entre diferentes portos e a relación de onda estacionaria de tensión refírese ao tamaño do coeficiente de reflexión do sinal de entrada.

Ao deseñar e aplicar un circulador de microstrip RF, débense ter en conta os seguintes factores:
Rango de frecuencias: É necesario seleccionar o rango de frecuencias axeitado dos dispositivos segundo o escenario da aplicación.
Perda de inserción: É necesario seleccionar dispositivos con baixa perda de inserción para reducir a perda de transmisión do sinal.
Grao de illamento: É necesario seleccionar dispositivos cun alto grao de illamento para reducir a interferencia entre diferentes portos.
Relación de onda estacionaria de tensión: É necesario seleccionar dispositivos cunha baixa relación de onda estacionaria de tensión para reducir o impacto da reflexión do sinal de entrada no rendemento do sistema.
Rendemento mecánico: É necesario ter en conta o rendemento mecánico do dispositivo, como o tamaño, o peso, a resistencia mecánica, etc., para adaptalo a diferentes escenarios de aplicación.