الكتالوجفي دوائر الترددات الراديوية والميكروويف، تُعدُّ الدوائر والعوازل جهازين أساسيين يُستخدمان على نطاق واسع نظرًا لوظائفهما وتطبيقاتهما الفريدة. سيساعد فهم خصائصهما ووظائفهما وتطبيقاتهما المهندسين على اختيار الحلول المناسبة في التصاميم الفعلية، مما يُحسّن أداء النظام وموثوقيته.
1. Circulator: مدير اتجاه الإشارات
1. ما هو الجهاز الدائري؟
المُوَجِّه هو جهاز غير تبادلي، يستخدم عادةً مواد الفريت ومجالًا مغناطيسيًا خارجيًا لنقل الإشارات في اتجاه واحد. عادةً ما يحتوي على ثلاثة منافذ، ولا يمكن نقل الإشارات بين المنافذ إلا في اتجاه ثابت. على سبيل المثال، من المنفذ 1 إلى المنفذ 2، ومن المنفذ 2 إلى المنفذ 3، ومن المنفذ 3 إلى المنفذ 1 مرة أخرى.
2. الوظائف الرئيسية للدائرة
توزيع الإشارات ودمجها: توزيع إشارات الإدخال على منافذ إخراج مختلفة في اتجاه ثابت، أو دمج الإشارات من منافذ متعددة في منفذ واحد.
عزل الإرسال والاستقبال: يستخدم كجهاز مزدوج لتحقيق عزل إشارات الإرسال والاستقبال في هوائي واحد.
3. خصائص الدوائر
عدم المعاملة بالمثل: لا يمكن إرسال الإشارات إلا في اتجاه واحد، مما يتجنب التداخل العكسي.
خسارة إدخال منخفضة: خسارة طاقة منخفضة أثناء نقل الإشارة، مناسبة بشكل خاص لتطبيقات التردد العالي.
دعم النطاق العريض: يمكنه تغطية نطاق تردد واسع من ميجا هرتز إلى جيجا هرتز.
4. التطبيقات النموذجية للدوائر
نظام الرادار: يعزل المرسل عن المستقبل لمنع إشارات الإرسال عالية الطاقة من إتلاف جهاز الاستقبال.
نظام الاتصالات: يستخدم لتوزيع الإشارات والتبديل بين مجموعات الهوائيات المتعددة.
نظام الهوائي: يدعم عزل الإشارات المرسلة والمستقبلة لتحسين استقرار النظام.
II. العازل: حاجز حماية الإشارة
1. ما هو العازل؟
العوازل هي نوع خاص من أجهزة التوزيع، عادةً ما تحتوي على منفذين فقط. وظيفتها الرئيسية هي منع انعكاس الإشارة وتدفقها العكسي، وحماية المعدات الحساسة من التداخل.
2. الوظائف الرئيسية للعوازل
عزل الإشارة: منع الإشارات المنعكسة من التدفق مرة أخرى إلى الأجهزة الأمامية (مثل أجهزة الإرسال أو مكبرات الطاقة) لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو تدهور أداء المعدات.
حماية النظام: في الدوائر المعقدة، يمكن للعوازل منع التداخل المتبادل بين الوحدات المتجاورة وتحسين موثوقية النظام.
3. خصائص العوازل
النقل أحادي الاتجاه: لا يمكن نقل الإشارة إلا من نهاية الإدخال إلى نهاية الإخراج، ويتم قمع الإشارة العكسية أو امتصاصها.
عزل عالي: يوفر تأثير قمع عالي للغاية على الإشارات المنعكسة، وعادة ما يصل إلى 20 ديسيبل أو أكثر.
خسارة إدخال منخفضة: تضمن أن تكون خسارة الطاقة أثناء نقل الإشارة العادية منخفضة قدر الإمكان.
4. التطبيقات النموذجية للعوازل
حماية مكبر الصوت RF: منع الإشارات المنعكسة من التسبب في تشغيل غير مستقر أو حتى إتلاف مكبر الصوت.
نظام الاتصالات اللاسلكية: عزل وحدة RF في نظام هوائي المحطة الأساسية.
معدات الاختبار: إزالة الإشارات المنعكسة في أداة القياس لتحسين دقة الاختبار.
ثالثًا: كيفية اختيار الجهاز المناسب؟
عند تصميم دوائر الترددات الراديوية أو الموجات الدقيقة، يجب أن يعتمد اختيار الدائرة أو العازل على متطلبات التطبيق المحددة:
إذا كنت بحاجة إلى توزيع أو دمج الإشارات بين منافذ متعددة، فمن الأفضل استخدام الدوائر.
إذا كان الهدف الرئيسي هو حماية الجهاز أو تقليل التداخل من الإشارات المنعكسة، فإن العوازل هي الخيار الأفضل.
بالإضافة إلى ذلك، يجب النظر في نطاق التردد، وخسارة الإدخال، والعزل، ومتطلبات الحجم للجهاز بشكل شامل لضمان تلبية مؤشرات الأداء للنظام المحدد.
رابعًا: اتجاهات التنمية المستقبلية
مع تطور تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية، يتزايد الطلب على تصغير أجهزة الترددات الراديوية والميكروويف وتحسين أدائها. كما تتطور الدوائر والعوازل تدريجيًا في الاتجاهات التالية:
دعم الترددات الأعلى: دعم نطاقات الموجات المليمترية (مثل 5G ورادار الموجات المليمترية).
تصميم متكامل: متكامل مع أجهزة RF الأخرى (مثل المرشحات ومقسمات الطاقة) لتحسين أداء النظام.
انخفاض التكلفة والتصغير: استخدام مواد وعمليات تصنيع جديدة لتقليل التكاليف والتكيف مع متطلبات المعدات الطرفية.
وقت النشر: ٢٠ نوفمبر ٢٠٢٤
