サーキュレータ

ポート3に整合負荷をかけてアイソレータとして用いる導波管サーキュレータです。 永久磁石のラベルは、循環の方向を示しています。

関係する材料に応じて、サーキュレータは、フェライトサーキュレータと非フェライトサーキュレータの2つの主要なカテゴリに分類されます。 主に2つのクラスに分類されます。 磁化された材料中を伝播する波のファラデー回転に基づく4ポート導波管サーキュレータと、磁化された材料に近い2つの異なる経路を伝播する波のキャンセルに基づく3ポート「Y接合」サーキュレータです。 導波管サーキュレータはどちらのタイプでも良いが、よりコンパクトなストリップラインを用いたデバイスは3ポートタイプである。 2つ以上のY接合を組み合わせて4つ以上のポートにすることもできるが、本当の4ポートサーキュレータとは挙動が異なる。 永久磁石は導波管に磁束を発生させる。

フェライトサーキュレータは、「逆方向」の循環を大幅に抑制しながら「順方向」の信号循環を良好にすることができるが、特に低周波数では、サイズが大きく、帯域幅が狭いという大きな欠点がある。 受動素子であるフェライトサーキュレータとは対照的に、アクティブサーキュレータは電力を必要とする。 トランジスタを用いたアクティブサーキュレータの主な問題は、電力制限とS/Nの悪化であり、強力な送信電力を維持し、アンテナからの信号をきれいに受信するためのデュプレクサとして使用する場合には重要な問題である

バラクタが1つの解決策となる。 ある研究では、一方向に伝搬するキャリアポンプによって有効な非反復性をトリガーとする時間変動する伝送線路に似た構造を採用している。 これはAC電源のアクティブサーキュレータのようなものである。 この研究では、受信経路の正の利得と低ノイズ、広帯域の非反復性を実現できるとしている。 また、別の研究では、角運動量バイアスによる非反復をトリガにした共振を使用し、フェライトサーキュレータで信号が受動的に循環する方法をより忠実に模倣している

1964年にMohrが伝送路とスイッチに基づくサーキュレータを発表し実験的に実証した。 2016年4月、研究チームはこの概念を大幅に拡張し、Nパスフィルタの概念に基づく集積回路サーキュレータを発表した。 これは、全二重通信(単一の周波数で単一の共有アンテナで同時に送受信すること)の可能性を提供します。 このデバイスは、コンデンサとクロックを使用し、従来のデバイスよりもはるかに小型化されています。

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