A diferença entre isoladores de RF e circuladores de RF

Em aplicações práticas, isoladores de RF e circuladores de RF são frequentemente mencionados simultaneamente.
Qual a relação entre isoladores de RF e circuladores de RF? Qual a diferença entre eles?
Este artigo se concentrará na discussão dessas questões.
Um isolador de radiofrequência, também conhecido como dispositivo unidirecional, é um aparelho que transmite ondas eletromagnéticas em uma única direção. Quando as ondas eletromagnéticas se propagam na direção direta, elas podem fornecer toda a potência à carga e causar uma atenuação significativa das ondas refletidas pela carga. Essa característica de transmissão unidirecional pode ser usada para isolar o impacto das variações de carga na fonte de sinal.
Os circuladores de RF são sistemas de transmissão ramificados com características não recíprocas. Os circuladores de RF de ferrite mais comuns são os circuladores de RF com junção em Y, compostos por três linhas ramificadas distribuídas simetricamente em um ângulo de 120° entre si.

1、O que é um isolador de RF?
Um isolador de radiofrequência, também conhecido como dispositivo unidirecional, é um aparelho que transmite ondas eletromagnéticas em uma única direção. Quando as ondas eletromagnéticas se propagam na direção direta, elas podem fornecer toda a potência à carga e causar uma atenuação significativa das ondas refletidas pela carga. Essa característica de transmissão unidirecional pode ser usada para isolar o impacto das variações de carga na fonte de sinal. Tomando como exemplo o isolador de campo móvel, explique em detalhes o princípio de funcionamento do isolador de RF de ferrite.

Os isoladores de deslocamento de campo são fabricados com base nos diferentes efeitos de deslocamento de campo da ferrita nos modos de onda transmitidos em duas direções. Adicionam-se placas de atenuação na lateral da folha de ferrita e, devido aos diferentes desvios dos campos gerados pelas duas direções de transmissão, o campo elétrico da onda transmitida na direção direta (direção -z) é desviado para o lado sem placas de atenuação, enquanto o campo elétrico da onda transmitida na direção inversa (direção +z) é desviado para o lado com placas de atenuação. Dessa forma, obtém-se a função de isolamento com pequena atenuação direta e grande atenuação inversa, conforme ilustrado na Figura.2.

2.O que é um circulador de radiofrequência?
Os circuladores de RF são sistemas de transmissão ramificados com características não recíprocas. Os circuladores de RF de ferrite mais comuns são os circuladores de RF em forma de Y, como mostrado na Figura 3(a), compostos por três linhas ramificadas distribuídas simetricamente em um ângulo de 120° entre si. Quando o campo magnético externo é zero, a ferrite não está magnetizada, portanto o magnetismo em todas as direções é o mesmo. Quando o sinal é aplicado na linha ramificada "①", um campo magnético como o mostrado na Figura 3(b) será excitado na junção da ferrite. Devido às mesmas condições para as ramificações "②, ③", o sinal é emitido em partes iguais. Quando um campo magnético adequado é aplicado, a ferrite é magnetizada e, devido ao efeito de anisotropia, um campo eletromagnético como o mostrado na Figura 3(c) é excitado na junção da ferrite. Quando um campo magnético adequado é aplicado, a ferrita é magnetizada e, devido ao efeito de anisotropia, há um sinal de saída no ramo "②", enquanto o campo elétrico no ramo "③" é zero e não há sinal de saída. Quando a entrada também vem do ramo "②", o ramo "③" apresenta saída, enquanto o ramo "①" não apresenta saída; quando a entrada vem do ramo "③", o ramo "①" apresenta saída, enquanto o ramo "②" não apresenta saída. Pode-se observar que forma-se uma circulação unidirecional de "①" → "②" → "③" → "①", e a direção inversa não é conectada, por isso é chamado de circulador de RF.