La differenza tra isolatori RF e circolatori RF

Nelle applicazioni pratiche, gli isolatori RF e i circolatori RF vengono spesso menzionati contemporaneamente.
Qual è la relazione tra isolatori RF e circolatori RF? Qual è la differenza?
Questo articolo si concentrerà sulla discussione di queste problematiche.
Un isolatore di radiofrequenza, noto anche come dispositivo unidirezionale, è un dispositivo che trasmette onde elettromagnetiche in una sola direzione. Quando le onde elettromagnetiche si propagano in avanti, possono trasferire tutta la potenza al carico e causare una significativa attenuazione delle onde riflesse dal carico stesso. Questa caratteristica di trasmissione unidirezionale può essere utilizzata per isolare l'impatto delle variazioni di carico sulla sorgente del segnale.
I circolatori RF sono sistemi di trasmissione a diramazione con caratteristiche non reciproche. I circolatori RF in ferrite comunemente utilizzati sono circolatori RF a giunzione a Y, composti da tre linee di diramazione distribuite simmetricamente con un angolo di 120° l'una rispetto all'altra.

1、Che cos'è un isolatore RF?
Un isolatore a radiofrequenza, noto anche come dispositivo unidirezionale, è un dispositivo che trasmette onde elettromagnetiche in una sola direzione. Quando le onde elettromagnetiche si propagano in avanti, possono fornire tutta la potenza al carico e causare una significativa attenuazione delle onde riflesse dal carico stesso. Questa caratteristica di trasmissione unidirezionale può essere utilizzata per isolare l'impatto delle variazioni di carico sulla sorgente del segnale. Prendendo come esempio un isolatore a movimento di campo, spieghiamo ulteriormente il principio di funzionamento di un isolatore RF in ferrite.

Gli isolatori a spostamento di campo sono realizzati sulla base dei diversi effetti di spostamento di campo della ferrite sulle modalità d'onda trasmesse in due direzioni. Vengono aggiunte piastre di attenuazione sul lato del foglio di ferrite e, a causa delle diverse deviazioni dei campi generati dalle due direzioni di trasmissione, il campo elettrico dell'onda trasmessa nella direzione in avanti (direzione -z) è polarizzato verso il lato senza piastre di attenuazione, mentre il campo elettrico dell'onda trasmessa nella direzione inversa (+z) è polarizzato verso il lato delle piastre di attenuazione, ottenendo così la funzione di isolamento con una piccola attenuazione in avanti e una grande attenuazione inversa, come mostrato in figura.2.

2、Che cos'è un circolatore a radiofrequenza?
I circolatori RF sono sistemi di trasmissione a diramazione con caratteristiche non reciproche. I circolatori RF in ferrite comunemente utilizzati sono circolatori RF a forma di Y, come mostrato in Figura 3 (a), composti da tre linee di diramazione distribuite simmetricamente ad un angolo di 120° l'una rispetto all'altra. Quando il campo magnetico esterno è nullo, la ferrite non è magnetizzata, quindi il magnetismo è uniforme in tutte le direzioni. Quando il segnale viene immesso dalla linea di diramazione "①", si genera un campo magnetico, come mostrato in Figura 3 (b), in corrispondenza della giunzione della ferrite. Analogamente, per le linee di diramazione "②" e "③", il segnale viene emesso in parti uguali. Quando viene applicato un campo magnetico adeguato, la ferrite si magnetizza e, per effetto dell'anisotropia, si genera un campo elettromagnetico, come mostrato in Figura 3 (c), in corrispondenza della giunzione della ferrite. Quando viene applicato un campo magnetico adeguato, la ferrite si magnetizza e, a causa dell'effetto di anisotropia, si ha un segnale in uscita sul ramo "②", mentre il campo elettrico sul ramo "③" è nullo e non c'è alcun segnale in uscita. Quando l'ingresso proviene anche dal ramo "②", il ramo "③" ha un'uscita, mentre il ramo "①" non ha alcuna uscita; quando l'ingresso proviene dal ramo "③", il ramo "①" ha un'uscita mentre il ramo "②" non ha alcuna uscita. Si può notare che si forma una circolazione unidirezionale "①" → "②" → "③" → "①", e la direzione inversa non è collegata, quindi viene chiamato circolatore RF.