परिसंचारी और पृथक्कार: आरएफ और माइक्रोवेव परिपथों में प्रमुख उपकरण

आरएफ और माइक्रोवेव सर्किट में, सर्कुलेटर और आइसोलेटर दो महत्वपूर्ण उपकरण हैं जिनका उपयोग उनकी विशिष्ट विशेषताओं और अनुप्रयोगों के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। इनकी विशेषताओं, कार्यों और अनुप्रयोग परिदृश्यों को समझने से इंजीनियरों को वास्तविक डिज़ाइनों में उपयुक्त समाधान चुनने में मदद मिलेगी, जिससे सिस्टम का प्रदर्शन और विश्वसनीयता बेहतर होगी।

1. सर्कुलेटर: संकेतों का दिशा प्रबंधक

1. परिसंचारी क्या है?
एक सर्कुलेटर एक गैर-पारस्परिक उपकरण है जो आमतौर पर फेराइट सामग्री और एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके संकेतों का एकदिशीय संचरण करता है। इसमें आमतौर पर तीन पोर्ट होते हैं, और संकेतों का संचरण केवल एक निश्चित दिशा में ही हो सकता है। उदाहरण के लिए, पोर्ट 1 से पोर्ट 2 तक, पोर्ट 2 से पोर्ट 3 तक, और पोर्ट 3 से वापस पोर्ट 1 तक।
2. परिसंचरण तंत्र के मुख्य कार्य
सिग्नल वितरण और विलय: इनपुट सिग्नलों को एक निश्चित दिशा में विभिन्न आउटपुट पोर्ट्स पर वितरित करें, या कई पोर्ट्स से सिग्नलों को एक पोर्ट में मर्ज करें।
संचारण और प्राप्ति पृथक्करण: एक ही एंटीना में संचारण और प्राप्ति संकेतों के पृथक्करण को प्राप्त करने के लिए डुप्लेक्सर के रूप में उपयोग किया जाता है।
3. परिसंचरण तंत्र की विशेषताएं
गैर-पारस्परिकता: सिग्नल केवल एक ही दिशा में प्रेषित किए जा सकते हैं, जिससे विपरीत हस्तक्षेप से बचा जा सके।
कम इंसर्शन लॉस: सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान कम पावर लॉस, विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
वाइडबैंड सपोर्ट: यह मेगाहर्ट्ज से लेकर गीगाहर्ट्ज तक की विस्तृत आवृत्ति रेंज को कवर कर सकता है।
4. परिसंचरण यंत्रों के विशिष्ट अनुप्रयोग
रडार प्रणाली: उच्च शक्ति वाले संचरण संकेतों से प्राप्त करने वाले उपकरण को नुकसान पहुंचने से बचाने के लिए ट्रांसमीटर को रिसीवर से अलग करती है।
संचार प्रणाली: इसका उपयोग सिग्नल वितरण और मल्टी-एंटीना एरे के स्विचिंग के लिए किया जाता है।
एंटीना प्रणाली: सिस्टम की स्थिरता को बेहतर बनाने के लिए प्रेषित और प्राप्त संकेतों के अलगाव में सहायता करती है।

II. आइसोलेटर: सिग्नल सुरक्षा अवरोध

1. आइसोलेटर क्या होता है?
आइसोलेटर एक विशेष प्रकार का सर्कुलेटर होता है, जिसमें आमतौर पर केवल दो पोर्ट होते हैं। इसका मुख्य कार्य सिग्नल के परावर्तन और बैकफ्लो को रोकना है, जिससे संवेदनशील उपकरणों को हस्तक्षेप से बचाया जा सके।
2. आइसोलेटर के मुख्य कार्य
सिग्नल आइसोलेशन: उपकरण के अत्यधिक गर्म होने या प्रदर्शन में गिरावट से बचने के लिए परावर्तित संकेतों को फ्रंट-एंड उपकरणों (जैसे ट्रांसमीटर या पावर एम्पलीफायर) तक वापस जाने से रोकना।
सिस्टम सुरक्षा: जटिल परिपथों में, आइसोलेटर आसन्न मॉड्यूल के बीच पारस्परिक हस्तक्षेप को रोक सकते हैं और सिस्टम की विश्वसनीयता में सुधार कर सकते हैं।
3. आइसोलेटर की विशेषताएं
एकदिशीय संचरण: सिग्नल केवल इनपुट छोर से आउटपुट छोर तक ही प्रेषित किया जा सकता है, और विपरीत सिग्नल को दबा दिया जाता है या अवशोषित कर लिया जाता है।
उच्च पृथक्करण: परावर्तित संकेतों पर अत्यंत उच्च दमन प्रभाव प्रदान करता है, आमतौर पर 20dB या उससे अधिक तक।
कम इंसर्शन लॉस: यह सुनिश्चित करता है कि सामान्य सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान बिजली की हानि यथासंभव कम हो।
4. आइसोलेटर के विशिष्ट अनुप्रयोग
आरएफ एम्पलीफायर सुरक्षा: परावर्तित संकेतों को एम्पलीफायर के अस्थिर संचालन या यहां तक ​​कि क्षति का कारण बनने से रोकें।
वायरलेस संचार प्रणाली: बेस स्टेशन एंटीना प्रणाली में आरएफ मॉड्यूल को अलग करें।
परीक्षण उपकरण: परीक्षण की सटीकता में सुधार के लिए मापन उपकरण में परावर्तित संकेतों को समाप्त करें।

III. सही उपकरण का चुनाव कैसे करें?

आरएफ या माइक्रोवेव सर्किट डिजाइन करते समय, सर्कुलेटर या आइसोलेटर का चुनाव विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर किया जाना चाहिए:
यदि आपको कई पोर्टों के बीच सिग्नल वितरित या मर्ज करने की आवश्यकता है, तो सर्कुलेटर बेहतर विकल्प हैं।
यदि मुख्य उद्देश्य डिवाइस की सुरक्षा करना या परावर्तित संकेतों से होने वाले हस्तक्षेप को कम करना है, तो आइसोलेटर एक बेहतर विकल्प हैं।
इसके अतिरिक्त, विशिष्ट प्रणाली के प्रदर्शन संकेतकों को पूरा करने के लिए उपकरण की आवृत्ति सीमा, सम्मिलन हानि, अलगाव और आकार संबंधी आवश्यकताओं पर व्यापक रूप से विचार किया जाना चाहिए।

IV. भविष्य के विकास के रुझान

वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, आरएफ और माइक्रोवेव उपकरणों के लघुकरण और उच्च प्रदर्शन की मांग लगातार बढ़ रही है। सर्कुलेटर और आइसोलेटर भी धीरे-धीरे निम्नलिखित दिशाओं में विकसित हो रहे हैं:
उच्च आवृत्ति समर्थन: मिलीमीटर तरंग बैंड (जैसे 5G और मिलीमीटर तरंग रडार) का समर्थन करता है।
एकीकृत डिजाइन: सिस्टम के प्रदर्शन को बेहतर बनाने 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।