什么是环形(行)器?环形(行)器的简单介绍

定义:

环行器是将进入其任一端口的入射波,按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。环行器是有数个端的非可逆器件。比如:从1端口输入信号,信号只能从2端口输出,同样,从2端口输入的信号只能从3端口输出,以此类推,故称作环行器。

环行器是有数个端的非可逆器件。其显著特点为能够单向传输高频信号能量,分为微光学光纤、电子环形器,在隔离器、双工器、反射放大器中有良好的应用。

特点及应用:

环行器又叫隔离器,它的突出特点是单向传输高频信号能量。它控制电磁波沿某一环行方向传输。这种单向传输高频信号能量的特性,多用于高频功率放大器的输出端与负载之间,起到各自独立,互相“隔离”的作用。

负载阻抗在变化甚至开路或短路的情况下都不影响功放的工作状态,从而保护了功率放大器。

原理:

环行器单向传输的原理,是由于采用了铁氧体旋磁材料。这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下,产生旋磁特性(又称张量磁导率特性)。

正是这种旋磁特性,使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转(法拉第效应),以及电磁波能量强烈吸收(铁磁共振),正是利用这个旋磁现象,制做出结型隔离器、环行器。它具有体积小、频带宽、插损小等特点,因而应用十分广泛。

结构:

采用结型带线结构,双Y形中心导体置于两片旋磁铁氧体样品之间,组成样品结,在样品结周围各置三片磁石,使整个样品结产生一均匀恒定的磁场。

隔离器、环行器端口由带线转为同轴线,通过正确的设计它,可使样品结和同轴线有良好的匹配,满足隔离器、环行器各种性能的要求,当在负载失配的情况下,反射能量将沿着蓝线所标的方向流到外接的吸收电阻上,能量被电阻所吸收。

分类:

1.微光学光纤

2.电子环行器

电子环行器可实现耦合信号,峰值检波,电压比较。解决了环行器体积大成本高的问题,并且用发光二极管来指示电路是否对运放进行保护。

应用:

1.隔离器

当三端口环行器的一个端口在匹配的负载端接时,它可以用作隔离器,因为信号可以在其余端口之间仅在一个方向上行进。隔离器用于屏蔽其输入侧的设备免受其输出侧的条件的影响; 例如,以防止微波源由失配的负载失谐。

2.双工器

在雷达中,循环器被用作一种类型的双工器,以将信号从发射机路由到天线以及从天线到接收机,而不允许信号直接从发射机到达接收机。双工器的替代类型是在将天线连接到发射器和接收器之间交替的发射 - 接收开关(TR开关)。

3.反射放大器

反射放大器是一种利用诸如隧道二极管和耿氏二极管的负微分电阻二极管的微波放大器电路。 负差分电阻二极管可以放大信号,并且通常在微波频率下比两端口器件表现更好。 然而,由于二极管是单端口(两端)器件,需要非互易分量来将输出放大信号与输入-输入信号分离。 通过使用具有连接到一个端口的信号输入的3端口环行器,连接到第二个的偏置二极管,连接到第三个的输出负载,输出和输入可以被断开。

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