アイソレーター 、 サーキュレーター ( Isolator Circulator )
ここでは、マイクロ波回路によく使用されるサーキュレーター、アイソレーターについて説明したいと思います。
サーキュレーター アイソレーター
上図は、回路図を示したものです。
まず、動作それぞれの動作について説明します。
☆サーキュレーターの動作☆
Port1から入力した信号は矢印の方向にそってPort2へ出力される。
Port2から入力した信号はPort3へ出力される。
Port3から入力した信号はPort1へ出力される。

☆アイソレーターの動作☆
アイソレーターは、非可逆回路であって一方向のみ信号が伝送される回路です。
その構造は、いくつかの種類がありますが、上図のようにサーキュレーターのひとつのポートを終端したものをアイソレーターとして使用する方法が、よく使われます。
図からわかるように、Port1から入力した信号はPort2へ出力されます。
Port2から入力された信号は抵抗で終端されますので、Port1へは出力されません。
Port2側から入力された信号はPort1に出力されないだけでなく、しっかり整合は取れるという、たいへんよく出来た回路です。

☆サーキュレーターの用途☆
一番多いのは、一つのポートを終端してアイソレーターにするのが一番多いかもしれません。
あとは、上図のPort3をANT,Port1をRX、Port2をTXにして送受信機のANT共用に使用することも出来るでしょう。
また、マイクロ波帯でガンダイオードなどの負性抵抗を利用し、Port1から入力した信号をPort2から出力し、そこに負性抵抗ダイオードを挿入し、増幅される反射波をPort3から出力するといった使い方もあるようですが、最近は、マイクロ波帯でも十分使用できるトランジスタが一般的になっていますので、あまりこのような例を実際に見ることはなくなってきました。

☆アイソレーターの用途☆
やはり、整合用が多いのではないでしょうか。
例えばFETを使用したLNAなどでは、雑音指数が最少となるような整合回路を形成した場合、50Ωからはかなり離れたインピーダンスとなってしまう為、他の50Ω機器と接続する為には、アイソレーターを挿入してマッチングを取ることが良く行われます。
また、高出力増幅器などでは、出力側のミスマッチによる反射信号が増幅器に逆流し、素子の破壊の可能性を防ぐ為にアイソレーターを挿入したりします。
この場合、反射信号はアイソレーターの抵抗に消費される為、アイソレーターの終端抵抗の許容電力には十分注意する必要があります。

参考文献:マイクロ波フェライトとその応用技術
     無線データ通信の基礎とRF部品活用法―フィルタ、スイッチ、FET、ダイオード、アンプ、アイソレータの種類と使い方
HOME BACK
Copyright (C) 2001-2011 MWAVE-LABORATORY. All Rights Reserved.