La diferencia entre los aisladores de RF y los circuladores de RF

En aplicaciones prácticas, los aisladores de RF y los circuladores de RF suelen mencionarse simultáneamente.
¿Qué relación existe entre los aisladores de RF y los circuladores de RF? ¿Cuál es la diferencia?
Este artículo se centrará en analizar estas cuestiones.
Un aislador de radiofrecuencia, también conocido como dispositivo unidireccional, es un aparato que transmite ondas electromagnéticas en una sola dirección. Cuando las ondas electromagnéticas se propagan en sentido directo, pueden suministrar toda la potencia a la carga y provocar una atenuación significativa de las ondas reflejadas por esta. Esta característica de transmisión unidireccional se puede utilizar para aislar el impacto de las variaciones de carga en la fuente de señal.
Los circuladores de RF son sistemas de transmisión ramificados con características no recíprocas. Los circuladores de RF de ferrita más utilizados son circuladores de RF con unión en forma de Y, que se componen de tres líneas ramificadas distribuidas simétricamente en un ángulo de 120° entre sí.

1.¿Qué es un aislador de RF?
Un aislador de radiofrecuencia, también conocido como dispositivo unidireccional, transmite ondas electromagnéticas en una sola dirección. Cuando las ondas electromagnéticas se propagan en la dirección directa, pueden suministrar toda la potencia a la carga y provocar una atenuación significativa de las ondas reflejadas por esta. Esta característica de transmisión unidireccional se puede utilizar para aislar el impacto de las variaciones de carga en la fuente de señal. Tomando como ejemplo un aislador de campo móvil, explique con más detalle el principio de funcionamiento de un aislador de RF de ferrita.

Los aisladores de desplazamiento de campo se fabrican basándose en los diferentes efectos de desplazamiento de campo de la ferrita sobre los modos de onda transmitidos en dos direcciones. Se añaden placas de atenuación en el lateral de la lámina de ferrita y, debido a las diferentes desviaciones de los campos generados por las dos direcciones de transmisión, el campo eléctrico de la onda transmitida en la dirección de avance (dirección -z) se polariza hacia el lado sin placas de atenuación, mientras que el campo eléctrico de la onda transmitida en la dirección inversa (+z) se polariza hacia el lado de las placas de atenuación, logrando así la función de aislamiento de pequeña atenuación hacia adelante y gran atenuación hacia atrás, como se muestra en la figura.2.

2.¿Qué es un circulador de radiofrecuencia?
Los circuladores de RF son sistemas de transmisión ramificados con características no recíprocas. Los circuladores de RF de ferrita más comunes son circuladores de RF en forma de Y, como se muestra en la Figura 3 (a), que se componen de tres líneas ramificadas distribuidas simétricamente en un ángulo de 120° entre sí. Cuando el campo magnético externo es cero, la ferrita no está magnetizada, por lo que el magnetismo en todas las direcciones es el mismo. Cuando la señal se introduce por la línea ramificada "①", se excita un campo magnético, como se muestra en la Figura 3 (b), en la unión de ferrita. Debido a las mismas condiciones para las ramas "②" y "③", la señal se emite en partes iguales. Cuando se aplica un campo magnético adecuado, la ferrita se magnetiza y, debido al efecto de anisotropía, se excita un campo electromagnético, como se muestra en la Figura 3 (c), en la unión de ferrita. Cuando se aplica un campo magnético adecuado, la ferrita se magnetiza y, debido al efecto de anisotropía, se produce una señal en la rama "②", mientras que el campo eléctrico en la rama "③" es cero y no hay señal. Cuando también se aplica una entrada desde la rama "②", la rama "③" tiene salida, mientras que la rama "①" no tiene salida; cuando se aplica una entrada desde la rama "③", la rama "①" tiene salida, mientras que la rama "②" no tiene salida. Se puede observar que se forma una circulación unidireccional de "①" → "②" → "③" → "①", y la dirección inversa no está conectada, por lo que se denomina circulador de RF.