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ag8环形器和隔离器作用原理
时间:2020-06-28 17:55

  环形器和隔离器作用原理_物理_自然科学_专业资料。环形器和隔离器作用原理

  隔离器和环形器 基本原理 首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行 解调变换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独 立。 环形器和隔离器是由铁氧体制成的各向异性的微波无源的器件。 环形器是个三端口器件, 隔离器是二端口器件, 将环形器的其中一端接上匹配负载,就成了隔离器。 环形器和隔离器提供了一个单向的传输通路,允许射频信号只朝一个方向通过(低损耗),而在其他方向则产生 很大的损耗(隔离)。 技术指标 1、插入损耗 2、隔离度 3、VSWR 4、工作频段 非线性特性 在射频和微波无源器件中,环形器和隔离器的非线性特性比较差,但是,这些器件又往往被用于大功率场合。 环形器和隔离器的非线性特性体现在谐波、正向互调(包括接收频段和发射频段)、接收频段发射互调、反向互调等。 1、谐波 在大功率单载信号(f1)的作用下,环形器和隔离器会产生谐波(2f1、3f1 等)。谐波的大小可用绝对值或相对值来 表示,但同时必须说明载频的幅度。 研究环形器和隔离器谐波的意义,在于可以充分了解系统间干扰的来源。另一重要意义是因为二次谐波是产生 三阶互调的前提,如果能定量的了解环形器和隔离器的谐波特性,则可以正确设置系统中滤波器和双工器的带外抑 制值,以准确的控制系统成本。 当输入信号功率为 40dBm 时,隔离器的二次谐波为-61.3dBm;输入功率增加 1dB,二次谐波相应增加 2dB;当输 入功率增加到 49dBm,谐波增加到-43.87dBm。 2、正向传输互调 1 当两个载频同时输入环形器或隔离器时,在输出端口产生互调产物。正向传输互调的典型值为 -。 3、反射互调 当两个载频同时输入环形器或隔离器时,会产生互调产物,并反射回输 入端口。反射互调的典型值为 -。 4、反向互调 当两个载波分别从输入和输出端加到隔离器时,在输出端会产生互调产物。注意:载频来自不同的方向,而且 幅度大小不同。定义反向互调时,应选择幅度较大的互调产物,并以幅度较大的载频为参考。反向互调的典型值为 -80dBc。 隔离器的应用 作为源和负载的隔离 在信号源和被测器件之间插入一个隔离器,不但可以改善信号源和被测器件的阻抗匹配,也可以防止由于被测 器件所产生的反射功率进入信号源。 用于功率放大器 输入隔离器可以改善功率放大器及其激励放大之间的匹配,以防止放大器自激,而输出隔离器则用于改善放大 2 器和负载的匹配。 输出隔离器对于功率放大器来说有着更大的意义。只要隔离器中的隔离端电阻的功率容量小于放大器的设计输 出功率,则放大器在任何负载条件下均可安全工作,包括开路和短路(VSWR 为无穷大,输出功率完全被反射回来并 被隔离电阻吸收)。 但是从另一个角度看, 一个射频功率放大器的输出功率出奇的好, 实际上只是输出隔离器的贡献, 如果放大器的真正输出匹配没有调好,也就是功率放大管输出和隔离器输入端口之间的匹配不是最佳状态,则会降 低放大器的效率并影响放大器的使用寿命。 提高功率合路系统的隔离度 在功率合成电路中,隔离器常被用于提高合成系统的隔离度。若合路器的隔离度为 23dB,在合路器的输入端口 分别接入隔离度为 20dB 的隔离器后,则系统的隔离度会提高到 43dB,这样就有效防止了由两个放大器之间的串扰 所产生的互调。 环形器的应用: 作为双工器使用 来自发射机的信号被直接送到天线发射出去;同样来自天线的接收信号也会直接进入到接收机。只要环形器有 足够的隔离度,那么发射机的信号就不会进入接收机。为了提高收发隔离度,可以适当增加环形器的级数。 3

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