Un circolatore in guida a sfasamento differenziale combina divisione e ricombinazione tramite ibridi con una differenza di fase non reciproca. Questa architettura può servire ad alta potenza, senza imporre a tutti i modelli banda X, 500 W, perdita sotto 0,5 dB e isolamento oltre 40 dB.
Differenza dal tipo a giunzione
Un circolatore a giunzione usa generalmente ferrite polarizzata all’incontro delle guide. Nel tipo differenziale sono essenziali i due percorsi e la ricombinazione dopo lo sfasamento.
Una realizzazione rappresentativa usa un magic tee, un ibrido a 90° e due sfasatori differenziali con polarizzazione magnetica opposta. Ha normalmente quattro porte, con sequenza come 1→2→3→4→1 secondo la convenzione del disegno.
Una sola giunzione triangolare di ferrite non descrive tutte queste strutture. Schema e porte devono accompagnare le prestazioni.
La non reciprocità seleziona la via
Le fasi di trasmissione nella ferrite magnetizzata possono differire con il verso. Insieme alle relazioni degli ibridi, producono rinforzo su un’uscita e cancellazione su un’altra.
Due ritardi reciproci e normali ibridi passivi non bastano a ottenere questa circolazione dipendente dal verso. Il dispositivo distribuisce potenza; non la amplifica.
Un angolo esterno di 120° fra bracci non impone 120° di fase di trasmissione a ogni percorso. Definisci circuito e riferimenti prima di usare una fase.
Errori di ampiezza e fase
Squilibri nei percorsi e negli ibridi generano fuga dove dovrebbe avvenire cancellazione. Valuta banda e temperatura, non solo il punto centrale.
Nel modello illustrativo di due onde di uguale ampiezza, un errore δ rispetto alla fase di annullamento produce un rapporto fra uscita indesiderata e uscita di somma pari a tan²(δ/2). Con δ = 2° risulta circa 0,0305%, cioè −35,2 dB.
Il calcolo non dimostra isolamento reale di 40 dB: restano errori di ampiezza, riflessioni, altre fughe e calibrazione. Include una sola sorgente di scostamento.
Quattro porte e carichi
Meno connettori accessibili possono significare terminazioni interne o circuiti aggiuntivi. Chiudere una porta di un quattro porte non trasforma necessariamente le altre tre in un circolatore ideale a tre porte.
Nella sequenza 1→2→3→4→1, un carico sulla 4 assorbe soprattutto la potenza proveniente dalla 3. Essa non riparte automaticamente verso 1. Verifica trasmissione, ritorno e ricezione nella matrice S reale.
Il disadattamento del carico può rimandare energia verso percorsi indesiderati. Tenuta e raffreddamento della terminazione fanno parte dell’assieme.
Potenza media e di picco
La media determina riscaldamento, mentre il picco coinvolge anche campi locali e scariche. Accompagna il dato in watt con impulsi, ripetizione, riflessione, pressione e temperatura.
Una perdita di 0,3 dB sul percorso utile corrisponde a circa 93,3% trasmesso. Con 1 kW all’ingresso, chiamare calore tutti i circa 66,7 W mancanti richiede che riflessione e uscite alternative siano trascurabili.
Progetto termico, ferrite e circuito magnetico sono specifici. Non sono universali 1500–2500 gauss, meno di 150 g o dieci anni di vita.
Selezione e accettazione
- Confermare architettura, porte e circolazione.
- Definire banda, modi, flange e riferimenti.
- Misurare riflessione, via utile e vie indesiderate.
- Registrare terminazioni interne ed esterne.
- Verificare separatamente potenza, raffreddamento e temperatura.
La sezione sullo sfasamento differenziale di Circulator descrive la struttura a ibridi. Confrontala con i principi dei circolatori, poi usa schema e prove del prodotto per stabilire la compatibilità.
