Ja! Es gibt einen Kompromiss zwischen Insertionsverlust und Isolation vonKa-Band-Zirkulatoren. Dieser Kompromiss spiegelt sich hauptsächlich in der Auswahl von Materialien, Strukturen und Prozessen während des Entwurfsoptimierungsprozesses wider:
Spezifische Manifestationen des Kompromisses
Einfluss von Materialien und Strukturen
Ferritendicke und Magnetisierung:Beispielsweise erhöht die Zunahme der Dicke des hexagonalen BAM -Ferrit -Substrats den Insertionsverlust (Anstieg von S21), aber nach der Optimierung kann eine hohe Isolierung von 53 dB und ein Mindestinsertionsverlust von 0}. 85 dB erreicht werden.
Dies zeigt, dass die beiden ausgeglichen werden müssen, indem die Dicke und der Mittelscheibenradius angepasst werden (r 0).
Impedanz -Matching -Design:Der selbst vorverträte Strontium-Ferrit-Zirkulator mit einer Kurzzeitimpedanz-Matching mit mehreren Branchen hat einen Insertionsverlust von 3,4 dB bei 29 GHz, aber eine Isolierung von 29,5 dB. Wenn Sie eine höhere Isolation verfolgen, müssen Sie möglicherweise eine Einfügungsverlustleistung opfern.
Bandbreite und Leistungsausschreibungen
Der Microstrip -Zirkulator erreicht weniger als oder gleich 0. 1 dB Insertionsverlust und größer oder gleich 23 dB Isolation in einer Bandbreite von 33–41 GHz; Während das ähnliche Design den Einfügungsverlust erreicht<0.3dB but isolation >20 dB in einer Bandbreite von 31–40 GHz. Eine breitere Bandbreite kann es schwierig machen, beide gleichzeitig zu optimieren.
Prozessbeschränkungen
Zeigen Sie darauf hin, dass das miniaturisierte Design (7 mm × 7 mm × 0. 4mm) eine Feinabstimmung der Y-Übergangsgröße erfordert, um den Returnverlust (S11) und die Isolation zu balancieren, während
Der kommerzielle Microstrip -eingebettete Zirkulator erreicht einen Einfügungsverlust von 2,2 dB, die Isolierung jedoch nur> 20 dB.
Typischer Datenvergleich
Falleinfügungsverlust -Isolation Schlüssel Designfaktoren Quelle Quelle
BAM -Ferritoptimierungsdesign weniger als 1 dB weniger als oder gleich 53 dB Y -Übergangsgröße und Substratdicke Optimierung
HFSS -Simulation Microstrip -Zirkulator kleiner oder gleich 0. 1 dB größer oder gleich 23 dB "Double Peak" -Struktur erweitert die Bandbreite
L/S-Band-kommerzieller Zirkulator weniger als oder gleich 0.
Abschluss
Beim EntwerfenKa-Band-Zirkulatoren:
Eine hohe Isolation erfordert normalerweise ein stärkeres Magnetfeld oder eine komplexere Impedanz-Matching-Struktur (wie Multi-Branch-Stubs), was den Einfügungsverlust erhöhen kann.
Niedriger Einfügungsverlust erfordert eine Vereinfachung des Übertragungswegs oder die Optimierung der Leitfähigkeit des Materials (z. B. ein dünnes Ferritsubstrat), kann jedoch die Fähigkeit zur Steuerung des Magnetfeldes einschränken.
Das Breitbanddesign erfordert das Opfer einiger Leistungsspitzen (wie die "Doppelpeak -Kurve" reduziert den Gesamtindex).
Daher müssen die Ingenieure gemäß den spezifischen Anwendungsanforderungen optimieren (z. B. die Satellitenkommunikation erfordern einen geringen Einfügungsverlust und das Radar erfordert eine hohe Isolation).
Referenz:
1. Niharika Narang, Pushparaj Singh. "Metal Contact RF MEMS Switch Design für hohe Leistung in der Ka -Band." IOP -Konferenzreihe: Materialwissenschaft und Ingenieurwesen
2. A. White, GH Ahn et al. "Integrierte passive nichtlineare optische Isolatoren." Naturphotonik