Циркулятор: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Спасено источников — 2, отмечено мёртвыми — 1. Сообщить об ошибке. См. FAQ. #IABot (v2.0beta15)
→‎Преамбула: уточнение
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:Stripline.jpg|thumb|Циркулятор (на фото крайняя правая микросборка) — устройство СВЧ, выполненное с использованием микрополосковой технологии.]]
[[Файл:Stripline.jpg|thumb|Циркулятор (на фото крайняя правая микросборка) — устройство СВЧ, выполненное с использованием микрополосковой технологии.]]
[[Файл:Optical Circulator symbol.jpg|thumb|Стандартное схематичное обозначение ANSI и IEC для циркулятора (волноводы условно показаны как одна линия).]]
[[Файл:Optical Circulator symbol.jpg|thumb|Обозначение Y-циркулятора по стандартам ANSI и IEC (тип подключаемых линий передачи СВЧ не конкретизирован).]]
'''Циркуля́тор''' ({{lang-la|circulare}} «ходить по кругу») — [[многополюсник]] для направленной передачи энергии электромагнитных колебаний радиочастотного и оптического диапазонов: энергия, подведённая к первому плечу, передаётся во второе плечо, из второго — в третье и т. д., из плеча с наибольшим номером — снова в первое.
'''Циркуля́тор''' ({{lang-la|circulare}} «ходить по кругу») — пассивное невзаимное устройство СВЧ ([[многополюсник]]) с тремя или четырьмя плечами для направленной передачи энергии электромагнитных колебаний радиочастотного или оптического диапазонов, в котором энергия, подведённая к любому из плеч, передается не следующее по кругу плечо (т. е. из первого плеча — во второе плечо, из второго — в третье и т. д., а из плеча с наибольшим номером — снова в первое).


Циркуляторы с тремя плечами называют Y-циркуляторами, с четырьмя плечами — X-циркуляторами. Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств (функциональных узлов СВЧ). Например, если к плечу №1 Y-циркулятора (см. рисунок с обозначеним циркулятора) подключить выход радиопередатчика, к плечу №2 — приемопередающею антенну, а к плечу №3 — вход радиоприемника, то возможно осуществить одновременную (т. е. без переключения антенны между передатчиком и радиоприемником) передачу и прием в радиоэфир сигналов на одной и той же частоте с развязкой передатчика и приемника. Наиболее значимыми радиотехническими характеристиками циркулятора являются прямые потери (вносимое затухание)
Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств. Главными характеристиками циркулятора являются прямые потери (вносимое затухание)


{{math|''A''}}<sub>пр</sub> = {{math|''P''}}<sub>1+</sub> / {{math|''P''}}<sub>2−</sub> = {{math|''P''}}<sub>2+</sub> / {{math|''P''}}<sub>3−</sub> = {{math|''P''}}<sub>3+</sub> / {{math|''P''}}<sub>1−</sub>
{{math|''A''}}<sub>пр</sub> = {{math|''P''}}<sub>1+</sub> / {{math|''P''}}<sub>2−</sub> = {{math|''P''}}<sub>2+</sub> / {{math|''P''}}<sub>3−</sub> = {{math|''P''}}<sub>3+</sub> / {{math|''P''}}<sub>1−</sub>


и обратные потери (переходное ослабление, развязка)
и обратные потери (переходное ослабление, развязка плеч)


{{math|''A''}}<sub>обр</sub> = {{math|''P''}}<sub>1+</sub> / {{math|''P''}}<sub>3−</sub> = {{math|''P''}}<sub>2+</sub> / {{math|''P''}}<sub>1−</sub> = {{math|''P''}}<sub>3+</sub> / {{math|''P''}}<sub>2−</sub>.
{{math|''A''}}<sub>обр</sub> = {{math|''P''}}<sub>1+</sub> / {{math|''P''}}<sub>3−</sub> = {{math|''P''}}<sub>2+</sub> / {{math|''P''}}<sub>1−</sub> = {{math|''P''}}<sub>3+</sub> / {{math|''P''}}<sub>2−</sub>,


Пример приведён для трёхплечевого циркулятора (Y-циркулятора), знак плюс относится к мощностям, вводимым в циркулятор, а знак минус — к выводимым . В рабочем [[Диапазон частот|диапазоне частот]] хороший циркулятор обладает обычно следующими параметрами: {{nobr|{{math|''A''}}<sub>пр</sub> ≤ 0,5 [[Децибел|дБ]]}}; {{nobr|{{math|''A''}}<sub>обр</sub> ≥ 30 дБ}}.
которые принято указывать в [[децибел]]ах. Этот пример приведён для Y-циркулятора; знак плюс указывает, что соответствующая мощность вводится в циркулятор, знак минус указывает, что мощность — выходная. В рабочем [[Диапазон частот|диапазоне частот]] ''хороший'' циркулятор обладает обычно следующими параметрами: {{nobr|{{math|''A''}}<sub>пр</sub> ≤ 0,5 [[Децибел|дБ]]}}; {{nobr|{{math|''A''}}<sub>обр</sub> ≥ 30 дБ}}.


== Классификация ==
== Классификация ==

Версия от 09:22, 1 июля 2019

Циркулятор (на фото крайняя правая микросборка) — устройство СВЧ, выполненное с использованием микрополосковой технологии.
Обозначение Y-циркулятора по стандартам ANSI и IEC (тип подключаемых линий передачи СВЧ не конкретизирован).

Циркуля́тор (лат. circulare «ходить по кругу») — пассивное невзаимное устройство СВЧ (многополюсник) с тремя или четырьмя плечами для направленной передачи энергии электромагнитных колебаний радиочастотного или оптического диапазонов, в котором энергия, подведённая к любому из плеч, передается не следующее по кругу плечо (т. е. из первого плеча — во второе плечо, из второго — в третье и т. д., а из плеча с наибольшим номером — снова в первое).

Циркуляторы с тремя плечами называют Y-циркуляторами, с четырьмя плечами — X-циркуляторами. Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств (функциональных узлов СВЧ). Например, если к плечу №1 Y-циркулятора (см. рисунок с обозначеним циркулятора) подключить выход радиопередатчика, к плечу №2 — приемопередающею антенну, а к плечу №3 — вход радиоприемника, то возможно осуществить одновременную (т. е. без переключения антенны между передатчиком и радиоприемником) передачу и прием в радиоэфир сигналов на одной и той же частоте с развязкой передатчика и приемника. Наиболее значимыми радиотехническими характеристиками циркулятора являются прямые потери (вносимое затухание)

Aпр = P1+ / P2− = P2+ / P3− = P3+ / P1−

и обратные потери (переходное ослабление, развязка плеч)

Aобр = P1+ / P3− = P2+ / P1− = P3+ / P2−,

которые принято указывать в децибелах. Этот пример приведён для Y-циркулятора; знак плюс указывает, что соответствующая мощность вводится в циркулятор, знак минус указывает, что мощность — выходная. В рабочем диапазоне частот хороший циркулятор обладает обычно следующими параметрами: Aпр ≤ 0,5 дБ; Aобр ≥ 30 дБ.

Классификация

  • По роду сигнала циркуляторы бывают для радиодиапазона и оптические (волоконно-оптические)
  • Циркуляторы радиодиапазона различаются по принципу действия — ферритовые и электронные, а также по типу подключаемых линий — волноводные, коаксиальные и встраиваемые микрополосковые.

Циркуляторы радиодиапазона

Электронные циркуляторы

В электронных циркуляторах используется способность некоторых активных фазовращателей создавать необратимый фазовый сдвиг в π радиан (см. также Фазоинвертор). Такие циркуляторы выполняют на основе интегральных микросхем или дискретных элементов — транзисторов, диодов, резисторов. Электронные циркуляторы применяются на частотах от нескольких герц до нескольких десятков мегагерц.

Ферритовые циркуляторы

Принцип работы циркулятора основан на уникальных свойствах некоторых специальных марок феррита, которые появляются при его смещении постоянным магнитным полем. Существует несколько конструкций циркуляторов.

Ферритовые циркуляторы не требуют источника питания и работают на значительно более высоких мощностях, чем активные. Также выше их рабочий частотный диапазон. При этом на низких частотах их габариты могут оказаться неприемлемо большими.

Волоконно-оптические циркуляторы

Оптические циркуляторы работают с электромагнитными колебаниями оптического диапазона. Схемы оптических циркуляторов трёхполюсные: свет, приходящий на порт 1, выводится через порт 2, но свет, приходящий на порт 2, выводится через порт 3. Это свойство позволяет использовать оптические циркуляторы в качестве разветвителей в дуплексных волоконно-оптических системах связи, а также в усилителях оптического сигнала. Оптический циркулятор, в принципе, может использоваться в качестве оптического изолятора, если свет, выходящий из порта 3 никуда не подводить. Преимущество оптического циркулятора перед простым волоконно-оптическим разветвителем со сваренными сердцевинами заключается в малых потерях энергии света (менее 1 дБ), а также в отсутствии отражения.

Принцип работы оптического циркулятора основан на эффекте Фарадея: при прохождении света через некоторые материалы, находящиеся в постоянном магнитном поле, плоскость поляризации поворачивается на определённый угол, зависящий от частоты света. При этом направление поворота не зависит от того, распространяется свет от порта 1 к порту 2 или наоборот. Дополнив устройство системой двулучепреломляющих элементов (полуволновой пластиной и поляризаторами с пространственным смещением света), мы получим оптический циркулятор.

Примеры

  • ММЦ 7-1 — 6,6…7,2 ГГц, микрополосковый встраиваемый
  • ММЦ 9-1 — 9,1…10,2 ГГц, микрополосковый встраиваемый
  • ММЦ 16-2 — 14,5…16,5 ГГц, микрополосковый встраиваемый
  • RADIAL C-50A — 300…360 МГц, коаксиальный
  • RADIAL C-125U — 400…490 МГц, коаксиальный
  • RADIAL C-300V — 140…174 МГц, коаксиальный
  • HG 3061 — 270…330 МГц, коаксиальный
  • LG 3061 — 1340…1620 МГц, коаксиальный
  • SG 3041 — 2300…2500 МГц, коаксиальный
  • CIR229-1 — 3,50…4,40 ГГц, волноводный
  • CIR75-1 — 10,00 — 15,00 ГГц, волноводный
  • CIR75-2 — 37,30…39,20 ГГц, волноводный
  • YC-1100-155 — 1530…1565 нм, оптический
  • YC-1100-159 — 1570…1610 нм, оптический

Основные нормируемые характеристики

  • Рабочая частота (длина волны)
  • Полоса пропускания
  • Предельная рабочая мощность
  • КСВн входов
  • Вносимые прямые потери
  • Развязка (обратные потери)
  • Диапазон рабочих температур
  • Способ включения в тракт (вид разъёмов)
  • Массогабаритные показатели
  • Устойчивость к внешнему постоянному магнитному полю
  • Срок службы, определяемый старением постоянного магнита

Литература и документация

Литература

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 5.758-71 Циркулятор коаксиальный низкого уровня мощности типа 30 ЦК-6. Требования к качеству аттестованной продукции
  • ГОСТ 5.1909-73 Циркулятор коаксиальный со встроенной нагрузкой типа 40 ЦК-Р1. Требования к качеству аттестованной продукции
  • ГОСТ Р 50730.1…5 Приборы ферритовые СВЧ
  • ОСТ11-480.005.7-83 Приборы ферритовые СВЧ. Методы измерения развязок трехплечных циркуляторов на низком уровне мощности
  • ОСТ11-480.005.8-84 Приборы ферритовые СВЧ. Метод измерения развязок трехплечных циркуляторов на высоком уровне мощности
  • ТУ 11-ПЯ0.223.143ТУ-86 Циркуляторы полосковые
  • ТУ 11-ПЯ0.223.150ТУ-85 Циркуляторы волноводные ФЦВ1-28А, ФЦВ1-28Б, ФЦВ1-29, ФЦВ2-44, ФЦВ2-45, ФЦВ2-46, ФЦВ2-47, ФВЦН2-17
  • ТУ 11-ПЯ2.238.489ТУ-81 Циркуляторы коаксиальные ФЦК3-44, ФЦК3-44-1, ФЦК3-44-2
  • IEC 62077(2001) Циркуляторы волоконно-оптические. Общие технические условия

Ссылки

См. также

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Циркулятор&oldid=100745037