环流器和隔离器的各向异性特件在射频粮机和测试中得到了巧妙的利用,以下是典型的应用案例。 1、隔离器作为源和负载的隔离
在信号源和被测器件(DUT)之间插入一个隔离器,不似可以改善信号源和被测器件的阻抗匹配,也可以防止由被测器件所产生的反射功率进入信号源(见下图)。在功率放大器的测试中,经常采用这种方法。
隔离器用于信号源与负载的隔离 2、隔离器用于功率放大器
在射频功率放大器的设计中,工程师喜欢在输入端和输出端加入隔离器(见下图)。这可能是隔离器最为广泛的应用。输入隔离器可以改善功率放大器及其激励放大器之间的匹配,以防止放大器的自激;而输出隔离器则用于改善放大器和负载的匹配。
隔离器用于信号源与负载的隔离 输出隔离器对于功率放大器来说舍者更大的意义。只要隔离器中的隔离端电阻的功率容最不小于放大器的设计输出功率,则放大器在仟何负载条件下均可安全工作,包括开路和短路(VSWR为无穷大,输出功率被全反射回来并被隔离电阻吸收)。但从另一个角度看,一个射频功率放大器的输出VSWR出奇地“好”(典型值为1.2),实际上只是输出隔离器的贡献,如果放大器的真正输出匹配没有调好,也就是功率放大管输出和隔离器输入端之间的匹配不是在最佳状态,则会降低放大器的效率,并影响放大器的使用寿命。正确的方法应该是先不加隔离器,先将放大器的输出匹配调至最佳状态,然后再接入隔离器,这样既可以保护放大器,又可以保证放大器内部的真正好匹配,进而提高放大器的效率。
3、用隔离器提高功率合路系统的隔离度
在功率合成电路中,隔离器常被用于提高合成系统的隔离度。如下图所示的电路中,如果合路器的隔离度为23dB,在合路器的输入端分别接入隔离度为20dB的隔离器后,则系统的隔离度会提高到43dB,这样就有效防止了由两个放大器之间的串扰所产生的互调。
隔离器用于功率合成系统 但是必须注意的是,在这个电路中,作为保护放大器的“卫士”,隔离器自身要承受来自两个方向的功率。在这个条件下,隔离器本身会产生一个不可忽视的互调产物,这就是所谓的反向互凋。
4、将环流器作为双工器使用
环流器由于存在神奇性能而被作为低成本的收发双工器来取代昂贵的腔体双工器。如下图所示,来自发射机的信号被直接送到天线发射出去;同样,来自天线的接收信号也直接进入到接收机。只要环流器有足够的隔离度,那么发射机的信号就不会进入接收机。为了提高收发隔离度,可以适当增加环流器的级数。
|