サーキュレータとアイソレータ

サーキュレータ

サーキュレータは、RF システムでマイクロ波または高周波信号の流れを指定するのに役立ちます。通常3つまたは4つのポートのデバイスで、1つのポートから次のポートへ入力信号を伝送します。図1は通常のサーキュレータのシンボルを示しています。ポートは入力信号、出力信号、終端のいずれかで、通常は50Ωのラインインピーダンスを持っています。一般的に使用されるコネクタはSMAまたはN型同軸です。信号はポート1からポート2、ポート2からポート3、ポート3からポート1へと伝送されます。ポートは磁気的にバイアスされたフェライト材料と結合された対称Y接合に接続されており、フェライトは磁石とともに、信号をシンボルに表される円形の経路に押し込み、ポート間の割り当てが確実に守られるような流れを作ります。また、サーキュレータは、入力信号をあるポートから次のポートに伝送する際の損失が最小限になるように設計されています。

Circulator Figure 1.

サーキュレータの一般的なアプリケーションは、デュプレクサの代わりにそれらを使用することです。 これにより、単一経路を介した双方向通信が可能になります。 例としては、受信機と送信機が分離されているが、共通のアンテナを共有できるレーダと無線通信システムがあります。 これらのシステムは、周波数、偏波、またはタイミングによって分離することができます。 サーキュレータとデュプレクサの違いは、通常、サーキュレータの方が安価であるということです。 図2にアプリケーションを示します。

duplexor Figure 2.

アイソレータ

アイソレータはサーキュレータですが、信号を転送するポートが2つしかなく、3つ目のポートは終端抵抗でアースに接続されています。不要な信号のためのゴミ箱と考えてください。これは、過度の信号反射からRFコンポーネントを保護します。図3は、一般的なアイソレータのシンボルを示しています。ポートAからの信号がポートBとうまくマッチングが取れていれば、信号は最小限の損失でポートBに入ります。もしポートAとポートBのマッチングが取れていなければ、反射信号はポートBからポートCに伝送され、信号は熱として放散されます。ポートAが入力でポートBが出力なので、ポートBからAに何かが跳ね返ってくると信号が歪んだり、ポートが損傷したりするので避けたいところです。

isolator Figure 3.

アイソレータの一般的な用途は、信号源と被試験デバイスの間に置くことです。これにより、被試験デバイスからの反射が信号源に戻るのを防ぎます。この場合、被試験デバイスが切断された場合に備えて、終端ポートが全てのソース信号を処理できることを確認する必要があります。もし終端ポートが全ての入力信号を処理できない場合、終端ポートが損傷し、入力信号に戻る循環流を受けてしまう可能性があります。図 4 にアプリケーションを示します。

device%20under%20test Figure 4.

サーキュレータとアイソレータの選択

サーキュレータまたはアイソレータを選択する際に考慮すべきいくつかのパラメータ:

周波数 - デバイスが動作し、損失を最小限に抑えながら一定のアイソレーションを維持できる範囲
挿入損失 - 1つのポートから次のポートへの信号損失。 プライマリポートでの入射電力と次のポートで受信した電力の差
電力 - 電気的特性を維持しながらデバイスが処理できる電力量
パッケージタイプ - さまざまなフォームファクタ:ドロップイン、表面実装、モジュールなど

サーキュレータとアイソレータは、RF回路の信号を制御するための低コストのソリューションです。これらの製品は、ポート間の損失を最小限に抑え、自身を保護しながら接続されたアプリケーションへのダメージを防ぎます。

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オリジナル・ソース(英語)