A Waveguide Circulatorí örbylgjuofni er óvirkur, ó-gagnkvæmur örbylgjuhluti sem gerir kleift að senda örbylgjumerki í einstefnu. Það gegnir mikilvægu hlutverki í örbylgjuofnakerfum og er mikið notað á fjölmörgum sviðum.
Grunnaðgerð
Það gerir örbylgjumerkjum kleift að flæða í ákveðna átt innan bylgjuleiðarans. Venjulega er það með mörgum höfnum og merkið sem kemur inn frá einni höfn verður sent á næstu höfn í röð í samræmi við stillta stefnu á meðan það er einangrað frá öðrum höfnum. Til dæmis, í þriggja-tengi hringrás, verður merkið sem kemur inn frá port 1 gefið út frá port 2, merkið sem kemur inn frá port 2 verður gefið út frá port 3 og merkið sem kemur inn frá port 3 verður gefið út frá port 1. Þessi einátta sendingareiginleiki kemur í raun í veg fyrir truflun og endurspeglun merkja, sem tryggir eðlilega virkni kerfisins.
Vinnureglu
Það byggir aðallega á ó-gagnkvæmum rafsegulfræðilegum eiginleikum ferrítefna. Þegar ferrít er undir áhrifum ytra segulsviðs munu rafsegulfræðilegir eiginleikar þess breytast og sýna mismunandi segulgegndræpi fyrir rafsegulbylgjur sem dreifast í mismunandi áttir. Með því að hanna nákvæmlega uppbyggingu bylgjuleiðarans og segulmöguleika ferrítsins geta örbylgjumerki aðeins breiðst út í ákveðna átt innan bylgjuleiðarans og þannig gert sér grein fyrir hlutverki hringrásartækis.
Byggingarhönnun
Það samanstendur oft af bylgjuleiðara, ferrítblokkum og varanlegum seglum. Bylgjuleiðarinn veitir flutningsleið fyrir örbylgjumerki; ferrítblokkinn, sem kjarnahluti, er notaður til að kynna ó-gagnkvæma eiginleika; og varanlegi segullinn er ábyrgur fyrir því að veita stöðugt hlutdræg segulsvið til að gera ferrítið virka í æskilegu ástandi. Algeng byggingarform eru rétthyrndWaveguide Circulatorsog hringlaga Waveguide Circulators. Mismunandi burðarvirkishönnun er valin í samræmi við sérstakar umsóknarkröfur og tíðnisvið til að hámarka frammistöðuvísa eins og innsetningartap, einangrun og aflgetu.
Umsóknarsviðsmyndir
- Ratsjárkerfi: Það er notað til að aðskilja sendi- og móttökumerki radarsins. Merkið sem radarsendir gefur frá sér fer inn í loftnetið í gegnum hringrásina og er geislað út í geiminn; bergmálsmerkið sem loftnetið berst fer inn í móttakarann í gegnum hringrásina. Þetta kemur í veg fyrir að há-sendingarmerkið komist inn í móttakarann og valdi skemmdum, á sama tíma og það bætir móttökunæmni og greiningarnákvæmni radarsins.
- Gervihnattasamskipti: Í gervihnattasamskiptakerfum er það notað til að einangra uplink og downlink merki til að forðast gagnkvæma truflun á milli þeirra tveggja. Á sama tíma getur það einnig verndað lykilþætti eins og aflmagnara í gervihnöttnum frá því að skemmast af endurspeglum merkjum, sem tryggir stöðugan rekstur gervihnattasamskiptakerfisins og áreiðanleika merkjasendingar.
- Örbylgjuprófunarbúnaður: Í örbylgjuprófunarkerfum eins og merkjagjöfum og litrófsgreiningartækjum er hægt að nota það til að átta sig á stefnusendingu merkja, einangra óæskileg endurspeglað merki og bæta nákvæmni og stöðugleika prófunarniðurstaðna. Til dæmis, þegar hleðsla eða prófunarbúnaður er tengdur, getur hringrásin tryggt að merkið flæði aðeins í tilgreinda átt og kemur í veg fyrir að endurspeglun merkja hafi áhrif á frammistöðu prófunarbúnaðarins.
Tæknilegar áskoranir og þróun
Hönnunaráskorunin afWaveguide Circulatorsfelst í því að ná fram litlu innsetningartapi, mikilli einangrun og mikilli aflgetu samtímis, á sama tíma og það minnkar stærð og þyngd tækisins til að mæta þörfum nútíma samskiptakerfa fyrir smæðingu og samþættingu. Á undanförnum árum, með stöðugri þróun efnisvísinda og ör-nanovinnslutækni, hafa nýjar gerðir af Waveguide Circulators verið að koma stöðugt fram. Til dæmis getur notkun MEMS tækni til að búa til smækkaða Waveguide Circulators dregið verulega úr rúmmáli og orkunotkun tækisins. Að auki gefa rannsóknir og beiting nýrra efna eins og metaefni einnig nýjar hugmyndir til að bæta frammistöðu blóðrásarvéla, búast við að brjótast í gegnum takmarkanir hefðbundinna hringrásargjafa í sumum þáttum og ná betri rafsegulafköstum.
Tilvísun
1.Pozar, DM, "Microwave Engineering," 4th Edition, John Wiley & Sons, 2012.
2."Waveguide Circulator Design and Analysis," tengdar rannsóknarbókmenntir á sviði örbylgjutækni.