مهندسی میدان و مایکروویو
انجمن مهندسی مایکروویو ایرانمهندسی میدان و مایکروویو
انجمن مهندسی مایکروویو ایرانُسیرکولاتورها و ایزولاتورها
چرا سیرکولاتورها و ایزولاتورها در دنیای ارزان قیمت میکروالکترونیک به نسبت گران هستند؟ زیرا اغلب دست ساز بوده و به صورت دستی تیون و تست می شوند. تلورانس موجود در ویژگی های فریت ها و مگنت ها و هم چنین تلورانس ساخت مکانیکی به این معنی است که همواره باید حداقل دستمزد را برای افزایش سرعت تولید افزایش داد. روش های تیونینگ در کارخانه های گوناگون متفاوت است.
یک سیرکولاتور یک قطعه ی فریتی (فریت ها خانواده ای از مواد هستند که دارای خواص مغناطیسی منحصر به فردی هستند) با معمولا سه پورت است. مسئله جالب در ارتباط با سیرکولاتورها این است که آن ها غیر هم پاسخ هستند. یعنی انرژی ورودی در پورت 1، عمدتا به پورت 2 می رود و انرژی ورودی به پورت به پورت 3 می رود. انرژی ورودی به پورت 3 نیز به پورت 1 می رود. در یک قطعه یا ساختار هم پاسخ همان فرآیند شارش انرژی از پورت 1 به پورت 2 باید در جهت مخالف از پورت 2 به پورت 1 نیز اتفاق بیافتد.
انتخاب پورت ها اختیاری بوده و سیرکولاتورها را می توان به صورت ساعتگرد و یا پادساعتگرد ساخت. علاوه بر فریت برای ساخت یک سیرکولاتور به آهن ربا نیز نیاز داریم.
سیرکولاتورها به صورت موجبری، کواکسیالی و مایکرواستریپی وجود دارند. سیرکولاتورهای مایکرواستریپی غالبا در ماژول های گیرنده/فرستنده به منظور اتصال آن ها به آنتن مورد استفاده قرار می گیرد. موجبرهای همیشه کمترین تلفات و بیشترین قابلیت های توانی را فراهم می کنند. در شکل زیر یک سیرکولاتور موجبری باند ku نشان داده شده است:
به یک سیرکولاتور گاهی دوپلکسر duplexer نیز گفته می شود، یعنی دو سیگنال را از یک مسیر و کانال عبور می دهد ( ارسال توسط و دریافت از یک آنتن) . این اصطلاح را نباید با دیپلکسر diplexer اشتباه کرد. دیپلکسر به فیلترهایی گفته می شود که دو باند فرکانسی را بر روی یک کانال ارسال ارسال و یا از یک کانال دریافت می کنند. دیپلکسرها نیز یک قطعه سه پورتی هستند. بسیاری از مردم این دو را با یکدیگر اشتباه می گیرند. برای به خاطر سپردن این دو به این نکته توجه داشته باشید که filter diplexer هر دو کلمه i را دارند. circulator و duplexer هر دو دارای کلمه u هستند.
سیرکولاتورها به چه کار می آیند؟ ارائه بهترین قطعه برای اتصال آنتن به فرستنده و گیرنده. سیگنال از سمت فرستنده (پورت 1) به سمت آنتن (پورت 2) در هنگام ارسال می رود، و از سمت آنتن (پورت 2) به سمت گیرنده (پورت 3) در هنگام دریافت می رود. سیرکولاتورها دارای تلفات الکتریکی بسیار کمی بوده و می توانند برای توان های بسیار بالا (کیلووات) نیز ساخته بشوند. آن ها معمولا در پهنای باندی حدود یک تا چندین اکتاو کار می کنند. و قطعاتی کاملا RF (در DC کار نمی کنند) هستند.
نکته: ایزولاسیون یک سیرکولاتور برابر با تلفات بازگشتی آن است. یک سیرکولاتور با 20dB ایزولاسیون دارای تلفات بازگشتی 20dB است. به این موضوع فکر کنید که اگر پورت سوم را به یک بار 50 اهم متصل کنید، ایزولاسیون ساعتگردی که در یک سیرکولاتور پادساعتگرد اندازه گیری می کنید، بهتر از سیگنال بازگشتی از پورت بارگذاری شده، بدلیل عدم تطبیق به 50 اهم، نخواهد بود.
ایزولاتور: با اتصال یک پورت سیرکولاتور به بار تطبیق، یک ایزولاتور ساخته می شود. این ساختار انرژی را تنها در یک جهت عبور می دهد. این قطعه ی بسیار مفیدی برای مجزا کردن قطعات متفاوت در یک زنجیره است. ایزولاتور یک شبکه پسیو و غیر هم پاسخ است.
در شکل زیر یک ایزولاتور موجبری باند Ka نشان داده شده است.
سیرکولاتورها و ایزولاتورها را می توان از 100ها مگاهرتز تا 110 گیگاهرتز ساخت. آنها را می توان به صورت ساختارهای صفحه ای مایکرواستریپی، ساختارهای کواکسیالی، و یا موجبری ساخت. سیلکولاتورها و ایزولاتورهای موجبری دارای بهترین ویژگی های الکتریکی و الکترومغناطیسی هستند. این ساختارها دارای تلفات عبوری کمتر از 0.2dB نیز هستند. ایزولاتور و سیرکولاتورهای مایکرواستریپی و کواکسیالی دارای تلفاتی بین 0.5dB تا 1dB هستند. توجه داشته باشید که هر چه پهنای باند بیشتری بخواهید، ایزولاسیون کمتر و تلفات عبوری بیشتری خواهید داشت.
سیرکولاتورهای سوئیچی: یک خانواده جالب از سیرکولاتورها بوده که با استفاده از یک سیگنال الکتریکی می توان جهت سیرکولاتور را از ساعتگرد به پادساعتگرد و برعکس تغییر داد.
طراحی تقویت کننده 60GHz برای کاربرد 5G با استفاده از نرم افزار ADS
در این پست ویدیوی گام به گام طراحی یک تقویت کننده در باند 60 گیگاهرتز برای استفاده در 5G توسط نرم افزار ADS آورده شده است.
اسیلاتورهای مایکروویو
بسیاری از طراحان تقویت کننده به شما خواهند گفت که طراحی یک اسیلاتور بسیار آسان است!!!.
بینهایت ترکیب متفاوت از عناصر مداری وجود دارد که درست زمانی که نمی خواهید، برایتان نوسان ایجاد می کنند.
اما طراحی مفید یک اسیلاتور پایدار و با خروجی قابل کنترل در واقع داستان دیگری است....
شرایط نوسان اسیلاتور ساده است، بهره حلقه ی یک اسیلاتور باید برابر یا بیشتر از یک بوده و مقدار شیفت فاز کلی در طول حلقه ی فید بک باید یک ضریب صحیح از 360 درجه باشد.
به این نوع اسیلاتورها مثبت و یا فیدبک سازنده گفته می شود.
در عمل شبکه فیدبک معمولا دارای یک رزونانس است، که فرکانس خروجی اسیلاتور را تعیین می کند.
برخی تعاریف اسیلاتورها:
اسیلاتور محلی (LO): منبع سیگنالی که در گیرنده برای downconvert کردن سیگنال دریافتی بر روی یک فرکانس میانی استفاده می شود.
اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ (VCO): اسیلاتوری که فرکانس خروجی آن توسط ولتاژ یک سیگنال آنالوگ کنترل می شود.
اسیلاتورهای sweep: در حالت کلی یک بخش از تجهیزات تست است که قادر به sweep کردن یک سیگنال cw در یک پهنای باند خاص است. یک اسیلاتور sweep خوب از حلقه های قفل فاز برای اطمینان از صحت و پایداری فرکانس سیگنال استفاده می کند. این دستگاه معمولا synthesizer نامیده می شود.
تکنولوژی جدید GaN در ساخت LNA ها و درایورها
Qorvo خانواده جدیدی از ترانزیستورهای die GaN خود را معرفی کرد. این خانواده برای مصارف مخابراتی، راداری و مصارف دفاعی بسیار مفید هستند.
Qorvo هم اکنون بر روی ساخت مدل خطی و غیر خطی این قطعات برای طراحان کار می کند. 
تقویت کننده توان 500 واتی Qorvo برای سیستم های پیشرفته راداری
Qorvo دو قطعه PA جدید خود را معرفی کرد. یک تقویت کننده 500 وات باند L که به 50 اهم تطبیق است. این تقویت کننده توان با این مقدار توان خروجی و تطبیق بودن برای اولین بار در جهان تولید می شود. این قطعه پر توان به منظور استفاده در سیستم های رادارهای دفاعی و شهری طراحی و ساخته شده است.