Bits & Chips Benelux RF Conference 29. Mai 2024 Nijmegen

Vortrag Sajjad Ahmed | Focus Microwaves: Sub THz load pull and Noise parameter characterization

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Zirkulatoren / Isolatoren

Für die Handhabung und Einsatzsicherheit von Schaltungen und Modulen ist es entscheidend, Schaltungsstufen und Komponenten eines Systems zu entkoppeln. Die Dämpfung reflektierter Leistung muss hoch genug sein, um Fehlfunktionen oder gar Schäden etwa an Verstärkern effektiv zu vermeiden. Gleichzeitig muss die Einfügedämpfung der Schutzvorrichtung, wie beispielsweise ein Isolator, in vertretbarem Rahmen bleiben.

Äußerst wichtig ist ein Isolator, beispielsweise in einem Messsender, etwa zwischen der letzten Verstärkerstufe und der Antenne. Dort verhindert er, dass reflektierte Leistung zur Verstärkerstufe zurückgelangen kann und dort Schaden bis hin zur totalen Zerstörung anrichtet.

Sind auf einem Leiter die vorlaufende und rücklaufende Welle voneinander zu trennen, wie z.B. in Funkanlagen, dann ist ein Zirkulator der Komponenten die Wahl.

Besonders in hohen Frequenzbereichen war es in der Vergangenheit schwierig, einen Isolator einzusetzen, da die Einfügedämpfung oft untragbar hoch war. Hier gibt es mittlerweile gute Angebote am Markt.

 

Millimeter-Wellen Hohlleiter Faraday-Rotation Isolatoren:

Faraday-Rotation Isolatoren sind die beste Auswahl, wenn Sie zum Schutz Ihres sensiblen Systems stehende Wellen unterdrücken möchten. Die klassische Architektur eines Faraday-Rotation-Isolators basiert auf zwei Alu-Konen halbiert mit resistiver Schicht und einem Core aus Ferrit. Das elektromagnetische Feld ist dann vom Hohlleiter zum Ferrit durch die Konen gekoppelt.

Klassische Struktur eines Faraday-Rotation Isolators

Die zwei Konen und das Ferrit sind mit zwei niedrigen-Dielektrikum Scheiben suspendiert, sodass die Konen und das Ferrit thermisch isoliert sind.

 

Kryogenische Isolatoren:

Für Anwendung in niedrigen Temperatur-Bereichen bietet auch MicroHarmonics Isolatoren für den WR28 (26 – 40GHz) bis WR6,5(110 – 170GHz)

Eigenschaften krygenische Isolatoren

Zirkulatoren

Zum Schutz empfindlicher Geräte vor reflektierter Leistung kommen Zirkulatoren zum Einsatz. Diese Komponenten werden meist aus Ferrit hergestellt.

Wenn man ein Signal am Port 1 einspeist, teilt sich dieses in zwei Teilsignale auf. Durch die unterschiedliche Geschwindigkeit, mit der sich die beiden Teilsignale durch das Ferrit ausbreiten, treffen sich am Port 3 zwei Teilsignale mit gegenseitigen Phasen destruktiv. Am Port 2 dagegen treffen sich die zwei Signale konstruktiv, da sie in einer Phase sind. Somit gewinnt man das eingespeiste Signal wieder.

Ein gutes Beispiel für den Einsatz eines Zikulators ist eine Antenne, die zum Senden und Empfangen benutzt wird. Durch den Zirkulator werden der Sende- und Empfangspfad getrennt.

Bei Zirkulatoren bietet MicroHarmonics zwei verschiedene Arten: Y-Junction und Hybrid-Zirkulatoren.

 


Eigenschaften Y-Junction Zirkulatoren
Eigenschaften Hybrid Zirkulatoren