基本定義

射頻環(huán)行器是一類(lèi)三端口元器件，用作實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間的隔離，常見(jiàn)于雷達(dá)、有源電子掃描天線(xiàn)（AESA）陣列、衛(wèi)星通信及電信等領(lǐng)域。隔離器則屬于一類(lèi)改進(jìn)型環(huán)行器，通過(guò)單個(gè)端口以匹配阻抗進(jìn)行端接。

原理及應(yīng)用

射頻環(huán)行器是單向的，但可使能量從每一個(gè)端口按順時(shí)針?lè)较蛄鞯较乱粋€(gè)端口。環(huán)行器和隔離器的最典型工作原理，是在雷達(dá)的輸入端將發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)進(jìn)行隔離，從而保護(hù)敏感的接收電路，避免高功率發(fā)射機(jī)的輸出對(duì)其產(chǎn)生干擾。對(duì)于雷達(dá)和天線(xiàn)陣列應(yīng)用而言，環(huán)行器和隔離器的作用極為關(guān)鍵，這是因?yàn)?，?dāng)單個(gè)天線(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全雙工運(yùn)作時(shí)，天線(xiàn)的整體數(shù)量必須翻倍。

高功率環(huán)行器，135 － 175 MHz，20 dB隔離度，N型母頭

大多數(shù)的射頻環(huán)行器是基于無(wú)源鐵磁技術(shù)的同軸或波導(dǎo)封裝器件。這類(lèi)環(huán)行器通?？稍谄涔ぷ黝l率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)非常高的隔離度。鐵磁環(huán)行器工作期間所產(chǎn)生的內(nèi)部磁場(chǎng)“迫使”每個(gè)端口中的射頻信號(hào)均隨磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而防止信號(hào)沿相反方向泄漏。與基站和室內(nèi)電信設(shè)備中使用的腔體雙工器相比，射頻環(huán)行器體積更小，成本更低，但隔離度更高。

隔離器，26．5 － 40 GHz，14 dB隔離度，2．92mm母頭

環(huán)行器和隔離器的應(yīng)用頻率范圍極為廣泛，可從數(shù)百兆赫至數(shù)十吉赫，并且大多數(shù)用于雷達(dá)及通信頻帶。環(huán)行器工作頻率帶寬取決于所使用磁性材料的幾何形狀、傳輸線(xiàn)的設(shè)計(jì)以及環(huán)行器的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。此外，所使用鐵氧體的類(lèi)型和制造技術(shù)也可對(duì)環(huán)行器性能造成影響。

性能參數(shù)

環(huán)行器和隔離器的最關(guān)鍵性能參數(shù)包括隔離度、插入損耗及帶寬。此外，對(duì)于特定應(yīng)用而言，功率處理能力、電壓駐波比（VSWR）、互連技術(shù)、尺寸、溫度范圍及其他環(huán)境考量等諸多因素也可能成為影響環(huán)行器和隔離器性能表現(xiàn)的重要參數(shù)。環(huán)行器的功率處理能力通常取決于鐵氧體材料、外殼及所使用的互連技術(shù)。隔離器的額定功率還可能受到其第三端口所使用的端接類(lèi)型的限制。

Pasternack射頻環(huán)行器相關(guān)參數(shù)

頻率范圍：135 MHz – 26．5 GHz

最小隔離度范圍：14 – 40 dB

最大電壓駐波比（VSWR）：1．5 ： 1

最大功率范圍：10 – 1000瓦

雙結(jié)環(huán)行器，1．7 – 2．2 GHz，40 dB隔離度，SMA母頭

隔離器可通過(guò)對(duì)環(huán)行器進(jìn)行端接的方式制造。與采用現(xiàn)有端接方式的環(huán)行器相比，通過(guò)這一方式制造的隔離器其端口匹配方式在帶寬和隔離度方面往往表現(xiàn)更佳。

Pasternack射頻隔離器相關(guān)參數(shù)

頻率范圍：135 MHz – 40 GHz

最小隔離度范圍：14 – 40 dB

最大電壓駐波比（VSWR）：1．5 ： 1

最大功率范圍：5 – 1000瓦

高功率隔離器，698 － 960 MHz，18 dB隔離度，N型母頭

發(fā)展

除了常見(jiàn)的同軸環(huán)行器和隔離器，還存在 嵌入式與表面貼裝（SMT）式環(huán)行器和隔離器。這一類(lèi)小型化嵌入式與SMT環(huán)行器和隔離器在帶寬、功率、隔離度、插入損耗等性能方面的表現(xiàn)取決于其尺寸和互連方式。當(dāng)前各種與集成電路兼容的環(huán)行器和隔離器仍處于制造技術(shù)的研發(fā)階段，其中某些趨勢(shì)是將通過(guò)切換及獨(dú)特的材料特性實(shí)現(xiàn)環(huán)行效果。