सर्कुलेटर्स और आइसोलेटर्स: आरएफ और माइक्रोवेव सर्किट में मुख्य उपकरण

आरएफ और माइक्रोवेव सर्किट में, सर्कुलेटर्स और आइसोलेटर्स दो महत्वपूर्ण उपकरण हैं जो अपने अद्वितीय कार्यों और अनुप्रयोगों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उनकी विशेषताओं, कार्यों और अनुप्रयोग परिदृश्यों को समझने से इंजीनियरों को वास्तविक डिज़ाइन में उचित समाधान चुनने में मदद मिलेगी, जिससे सिस्टम प्रदर्शन और विश्वसनीयता में सुधार होगा।

1. सर्कुलेटर: सिग्नलों का दिशा प्रबंधक

1. सर्कुलेटर क्या है?
सर्कुलेटर एक गैर-पारस्परिक उपकरण है जो सिग्नल के यूनिडायरेक्शनल ट्रांसमिशन को प्राप्त करने के लिए आमतौर पर फेराइट सामग्री और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है। इसमें आमतौर पर तीन पोर्ट होते हैं, और सिग्नल केवल एक निश्चित दिशा में बंदरगाहों के बीच प्रसारित किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, पोर्ट 1 से पोर्ट 2 तक, पोर्ट 2 से पोर्ट 3 तक, और पोर्ट 3 से वापस पोर्ट 1 तक।
2. सर्कुलेटर के मुख्य कार्य
सिग्नल वितरण और विलय: इनपुट सिग्नल को विभिन्न आउटपुट पोर्ट पर एक निश्चित दिशा में वितरित करें, या कई पोर्ट से सिग्नल को एक पोर्ट में मर्ज करें।
ट्रांसमिट और अलगाव प्राप्त करें: एक ही एंटीना में सिग्नल प्राप्त करने और ट्रांसमिट करने के अलगाव को प्राप्त करने के लिए डुप्लेक्सर के रूप में उपयोग किया जाता है।
3. परिसंचारकों के लक्षण
गैर-पारस्परिकता: विपरीत हस्तक्षेप से बचते हुए संकेतों को केवल एक ही दिशा में प्रसारित किया जा सकता है।
कम प्रविष्टि हानि: सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान कम बिजली हानि, विशेष रूप से उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
वाइडबैंड समर्थन: मेगाहर्ट्ज से गीगाहर्ट्ज तक विस्तृत आवृत्ति रेंज को कवर कर सकता है।
4. सर्कुलेटर्स के विशिष्ट अनुप्रयोग
रडार प्रणाली: उच्च-शक्ति ट्रांसमिशन संकेतों को प्राप्तकर्ता डिवाइस को नुकसान पहुंचाने से रोकने के लिए ट्रांसमीटर को रिसीवर से अलग करता है।
संचार प्रणाली: सिग्नल वितरण और मल्टी-एंटीना सरणियों के स्विचिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
एंटीना प्रणाली: सिस्टम स्थिरता में सुधार के लिए प्रेषित और प्राप्त संकेतों के अलगाव का समर्थन करता है।

द्वितीय. आइसोलेटर: सिग्नल सुरक्षा बाधा

1. आइसोलेटर क्या है?
आइसोलेटर्स सर्कुलेटर्स का एक विशेष रूप है, आमतौर पर केवल दो पोर्ट के साथ। इसका मुख्य कार्य सिग्नल प्रतिबिंब और बैकफ्लो को दबाना, संवेदनशील उपकरणों को हस्तक्षेप से बचाना है।
2. आइसोलेटर्स के मुख्य कार्य
सिग्नल अलगाव: उपकरण के अधिक गर्म होने या प्रदर्शन में गिरावट से बचने के लिए परावर्तित सिग्नल को फ्रंट-एंड डिवाइस (जैसे ट्रांसमीटर या पावर एम्पलीफायर) में वापस जाने से रोकें।
सिस्टम सुरक्षा: जटिल सर्किट में, आइसोलेटर आसन्न मॉड्यूल के बीच आपसी हस्तक्षेप को रोक सकते हैं और सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार कर सकते हैं।
3. आइसोलेटर्स के लक्षण
यूनिडायरेक्शनल ट्रांसमिशन: सिग्नल को केवल इनपुट छोर से आउटपुट छोर तक प्रसारित किया जा सकता है, और रिवर्स सिग्नल को दबा दिया जाता है या अवशोषित कर लिया जाता है।
उच्च अलगाव: परावर्तित संकेतों पर अत्यधिक उच्च दमन प्रभाव प्रदान करता है, आमतौर पर 20 डीबी या उससे अधिक तक।
कम प्रविष्टि हानि: यह सुनिश्चित करता है कि सामान्य सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान बिजली हानि यथासंभव कम हो।
4. आइसोलेटर्स के विशिष्ट अनुप्रयोग
आरएफ एम्पलीफायर सुरक्षा: परावर्तित संकेतों को अस्थिर संचालन या यहां तक ​​कि एम्पलीफायर को नुकसान पहुंचाने से रोकें।
वायरलेस संचार प्रणाली: बेस स्टेशन एंटीना प्रणाली में आरएफ मॉड्यूल को अलग करें।
परीक्षण उपकरण: परीक्षण सटीकता में सुधार के लिए माप उपकरण में प्रतिबिंबित संकेतों को हटा दें।

तृतीय. सही डिवाइस कैसे चुनें?

आरएफ या माइक्रोवेव सर्किट डिजाइन करते समय, सर्कुलेटर या आइसोलेटर का चुनाव विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं पर आधारित होना चाहिए:
यदि आपको कई बंदरगाहों के बीच सिग्नल वितरित या मर्ज करने की आवश्यकता है, तो सर्कुलेटर्स को प्राथमिकता दी जाती है।
यदि मुख्य उद्देश्य डिवाइस की सुरक्षा करना या परावर्तित संकेतों से हस्तक्षेप को कम करना है, तो आइसोलेटर एक बेहतर विकल्प हैं।
इसके अलावा, डिवाइस की आवृत्ति रेंज, सम्मिलन हानि, अलगाव और आकार आवश्यकताओं पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विशिष्ट प्रणाली के प्रदर्शन संकेतक पूरे हो गए हैं।

चतुर्थ. भविष्य के विकास के रुझान

वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, आरएफ और माइक्रोवेव उपकरणों के लघुकरण और उच्च प्रदर्शन की मांग बढ़ती जा रही है। सर्कुलेटर्स और आइसोलेटर्स भी धीरे-धीरे निम्नलिखित दिशाओं में विकसित हो रहे हैं:
उच्च आवृत्ति समर्थन: मिलीमीटर तरंग बैंड (जैसे 5G और मिलीमीटर तरंग रडार) का समर्थन करें।
एकीकृत डिज़ाइन: सिस्टम प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए अन्य आरएफ उपकरणों (जैसे फिल्टर और पावर डिवाइडर) के साथ एकीकृत।
कम लागत और लघुकरण: लागत कम करने और टर्मिनल उपकरण आवश्यकताओं के अनुकूल होने के लिए नई सामग्रियों और विनिर्माण प्रक्रियाओं का उपयोग करें।