环形器和隔离器的基本理论

隔离器是什么?隔离器作用原理_隔离器的外形和图形符号能起到隔离电源作用的开关电器称为隔离器。

隔离器分断时能将电路中所有电流通路切断，并保持有效的隔离距离。

隔离器一般属于无载通断电器，只能接通或分断分布电流和无载情况下的感应电流等可忽略的电流，但也有一些隔离器产品具有一定的通断能力，在非故障条件下接通和分断电气设备。

刀开关是一种最简单的电器，在一块绝缘板上组装两组静触头，利用一组活动刀片的拉、合实现电路的切断与导通，有的带简单的灭弧罩，有的将触头和刀片完全裸露在空气中，利用空气的间隙有效地形成一个明显的断开点，因此刀开关是一种隔离器。

隔离器和熔断器串联组合成一个单元，隔离器的动触头由熔断体或带熔断体的载熔件组成时，即为隔离器式熔断器组或称为熔断器式隔离器。

刀开关的动触头由熔断体组成时，即为熔断器式刀开关。

隔离器的外形和图形符号如图所示。

图隔离器的外形和图形符号(1)刀开关：刀开关有单极、双极和三极之分，主要供无载通断电路用，有时也用来通断较小工作电流的照明设备和小型电动机的电源开关。

带灭弧室并采用杠杆操作的刀开关有HD11、HD12、HD13、HD14、HD17等系列单投刀开关，以及HS11、HS12、HS13等系列双投刀开关，适用于交流50Hz、额定电压最大可达380V、额定电流最大可达1500A的配电设备中，可以作为不频繁手动接通和分断额定电流值以下的负荷电路；不带灭弧室或采用中央手柄操作式的刀开关有HD11、HS11、HS17等系列单投或双投刀开关，不能切断带电流的电路，只能作隔离开关用。

(2)隔离开关：兼有开关作用的隔离器称为隔离开关，主要用作电源开关．不允许带负载操作，带熔断器式隔离开关还具有短路、过载保护功能。

常用的有HD17、HS17系列刀形隔离器；HD18系列空气式隔离器；HG1、HG30系列熔断器式隔离器；HH10、HH15、HH16、HH3016系列隔离开关熔断器组；HR3、HR5、HR6熔断器式刀开关等。

按照连接形式不同，通常，射频隔离器环形器均可分为：同轴、带线（嵌入式）、表贴（SMT）、微带（基片）、波导隔离器环形器。

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同轴隔离器环形器：按接头形式不同，又可分为N型（公头、母头），SMA型（公头、母头）。

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带线（嵌入式）隔离器环形器：也叫嵌入式隔离器/环行器只是输入输出端口是带状线，装上连接器，就是同轴隔离器/环形器了，带线隔离器环行器一般可以直接焊接在板子上使用。

带线隔离器带线环形器
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SMT隔离器环形器：原理就是普通的隔离器环形器的原理，只不过内部磁场方向与普通隔离器磁场有些区别，这种隔离器环形器基本没有带连接器的，一般也是直接焊接使用，可过回流焊，通常批量会使用该封装，过回流焊直接贴装，简单方便。

表贴隔离器表贴环形器
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微带（基片）隔离器环形器：微带隔离器环行器以其体积小、重量轻的特点在模块化设计的微波组件中获得广泛应用。

微带隔离器微带环形器
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波导隔离器环形器：波导隔离器环形器一般频率较高，其频率可高达110G，其连接形式有：WR340(BJ26)、WR137(BJ70)、WR112(BJ84)、WR90(BJ100)、WR75(BJ120)、WR62(BJ140)、 WR42(BJ220)、WR34(BJ260)、
WR28(BJ320)、WR22(BJ400)、WR15(BJ620)、WR10(BJ900)
波导隔离器波导环形器
优译专业从事射频微波无源器件(射频隔离器、环行器、衰减器、同轴负载、滤波器等)，集研发、生产、销售、服务为一体。

产品广泛应用于雷达、仪器、导航、微波通信、移动通信、空间技术、图像传输等系统及微波集成电路中。

无人机通信频段划分----隔离器、环形器无人机、通信频段、隔离器、环形器、工信部根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及我国频谱使用情况，规定840.5-845MHz、1430-1444MHz和2408-2440MHz频段用于无人驾驶航空器系统。

1、840.5-845MHz可用于无人驾驶航空器系统的上行遥控链路。

其中，841-845MHz也可采用时分方式用于无人驾驶航空器系统的上行遥控和下行遥测链路。

2、1430-1444MHz频段可用于无人驾驶航空器系统下行遥测与信息传输链路，其中，1430-1438MHz频段用于警用无人驾驶航空器和直升机视频传输，其他无人驾驶航空器使用1438-1444MHz频段。

3、2408-2440MHz频段可作为无人驾驶航空器系统上行遥控、下行遥测与信息传输链路的备份频段。

相关无线电台站在该频段工作时不得对其他合法无线电业务造成影响，也不能寻求无线电干扰保护。

4、上述频段的信道配置，所用无线电设备发射功率、无用发射限值和接收机的邻道选择性应符合相关要求。

5、频率使用、无线电台站设置和所用无线电发射设备应符合国家无线电管理及无人驾驶航空器系统管理有关规定。

在此列举一些无人机禁区：机场、高楼林立的CBD、人群聚集的地方、高压线、手机基站、很多人放风筝的地方、钢筋混凝土地面、铁塔、铁矿、深水码头、远离海岸的水面、军事设施等。

市面上以大疆产品为居多，这里简单讲讲，大疆通常为2.4Ghz，也就是约.2400Mhz。

此工作频段位于无人机系统下行链路。

假如你是一位因新奇而去玩的飞手，请注意：远离电场、磁场比较强的设施，防止信号丢失。

下面简单介绍几款隔离器环形器可用于无人机通信频段无人机通信频段隔离器外形尺寸图无人机通信频段环形器指标参数无人机通信频段环形器外形尺寸图以上简单介绍了两款隔离器环形器的指标参数及外形尺寸，无人机通信频段隔离器环形器还有更多尺寸可以选择。

优译主要生产的产品：射频隔离器、环形器、同轴衰减器、负载、合路器、功分器、电桥、滤波器、放大器等微波通讯产品。

概述：环行器和隔离器是由铁氧体制成的各向异性的微波无源的器件。

环行器是个三端口器件，隔离器是二端口器件，将环行器的其中一端接上匹配负载，就成了隔离器。

环形器隔离器环行器和隔离器是一类微波铁氧体器件，通过铁氧体控制微波信号的传输。

由于其具有非互易性，正向插损很小，而反向时则能量绝大部分被吸收。

环行器和隔离器依靠磁场来完成非互易性的工作，但仅有磁场而没有微波铁氧体，微波信号的传输仍然可以互易。

器件中的微波铁氧体决定了它的谐振频率。

原理：隔离器环行器单向传输的原理，是由于采用了铁氧体旋磁材料。

这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下，产生旋磁特性（又称张量磁导率特性）。

正是这种旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转（法拉第效应），以及电磁波能量强烈吸收（铁磁共振），正是利用这个旋磁现象，制做出结型隔离器、环行器。

它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。

隔离器环形器的技术指标参数：1、频率范围 Frequency Range2、插入损耗 Insertion Loss3、反向隔离 Isolation4、驻波比 VSWR5、输入/输出连接器形式 Connector type6、承受功率 Power7、工作温度 Operating Temperature8、尺寸 Dimension一、问题描述：对于相对频宽小于15％的低场环行器和隔离器，一般都不会出现峰值（及高次模）。

对于大于25％宽频时，有人认为铁氧体结环行器，相当于开路谐振器。

在这个谐振器中有混合谐振模、即高次模，这个高次模在中心导体和接地面间的纵向不均匀，磁场磁化不均匀，它扰乱了铁氧体环行器的场分布，同时，还有大量辐射能量，还由于高次模的产生使输入、输出电路中的阻抗元件直接耦合，还能形成附谐振电路。

在这个谐振频率使损耗加大，使输出的相位发生旋转，破坏隔离器环行器的特性。

二、解决方法：1，中心导体不能偏离对称面，保证中心导体的中心与样品圆心同心合一。

第六章光隔离器随着光通信技术向高速、大容量方向发展，光路中反射已成为一个必须解决的重要问题。

由此出现了一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件——光隔离器。

国外从70年代开始将光通信用光隔离器列为重点开发项目，80年代已进入实用化阶段。

我国从80年代开始研制开发工作，到现在已取得突破性进展，其主要技术指标已达到国际水平，并已用于实际系统和各种试验中。

插入损耗、反向隔离度、回波损耗、偏振相关损耗(PDL)及偏振模色散(PMD)等主要技术指标1单模光纤准直器、偏振器及其它光隔离器中使用的光学元件光隔离器的工作原理主要是利用磁光晶体的法拉第效应。

为了便于讨论，下面首先对光隔离器中的常用光学元件及其特性进行简要介绍。

1.1 光纤准直器 (Optical Fiber Collimator)光纤准直器是光纤通信系统和光纤传感系统中的基本光学器件，它由四分之一节距的自聚焦(GRIN)透镜和单模光纤组成，如图6．1所示。

其用途是对光纤中传输的高斯光束进行准直，以提高光纤与光纤间的耦合效率。

这种光纤准直器的主要特点是两光纤准直器-{间有较长的间距，可以插入光学元件。

1.2 法拉第旋转器(Faraday Rotator)1845年，法拉第发现原来不具有旋光性的物质，在磁场的作用下：偏振光通过该物质时其振动面将发生旋转j这种现象叫磁致旋光效应，也称法拉第效应。

法拉第首先对这个现象进行了定量的描述，后来维尔德对萁现象又进行了全面的研究，最后通过试验总结出：对于给定的磁光材料，光振动面旋转的角摩护与光在该物质中通过的距离L和磁感应强度B成正比，在法拉第旋转效应中，磁场对磁光材料产生作用，是导致磁致旋光现象发生的原因，所以磁光材料引起的光偏振面旋转的方向取决于外加磁场的方向，与光的传播方向无关。

迎着光看去，当线偏振光沿磁力线方向通过介质时，其振动面向右旋转；当偏振光沿磁力线反方向通过磁光介质时，其振动面则向左旋转。

旋转角护的大小受磁光材料的旋磁特性、长度、工作波长及磁场强度的影响。

隔离器和环形器的区别一、概述环形器与隔离器是一类微波铁氧体器件，通过铁氧体控制微波信号的传输。

由于其具有非互易性，正向插损很小，而反向时则能量绝大部分被吸收。

环形器和隔离器依靠磁场来完成非互易性的工作，但仅有磁场而没有微波铁氧体，微波信号传输仍然可以互易。

器件中的微波铁氧体决定了它的谐振频率。

图型理解：(图一)隔离器是在环形器中连接终端电阻的产品。

一般情况下会使用隔离器由环形器带动运行的表达方式，因此有时将隔离器与环形器混为一谈。

（图一）（一）：什么是隔离器？定义：隔离器是一种采用线性光耦隔离原理，将输入信号进行转换输出。

输入，输出和工作电源三者相互隔离，特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。

隔离器又名信号隔离器，是工业控制系统中重要组成部分。

隔离器又称单向器，它是一种单向传输电磁波的器件，当电磁波沿正向传输时，可将功率馈给负载，对来自负载的反射波则产生较大衰减，这种单向传输特性可以用于隔离负载变动对信号源的影响，以场移式隔离器为例，进一步讲诉铁氧体隔离器的工作原理。

场移式隔离器是根据铁氧体对两个方向传输的波型产生的场移作用不同而制成的。

它在铁氧体片侧面加上衰减片,由于两个方向传输所产生场的偏离不同,使沿正向（-z方向）传输波的电场偏向无衰减片的一侧,而沿反向（+z方向）传输波的电场偏向衰减片的一侧, 从而实现了正向衰减很小而反向衰减很大的隔离功能,如图2所示。

（二）：什么是环形器定义: 环形器是一种电磁波单向环形传输的器件，在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环形特性的器件。

从端子①进入的高频信号仅传输至端子②，进入端子②中的高频信号仅传输至端子③中。

同时，进入端子③中的高频信号传输至端子①中。

如此，仅以固定的方向进行传输，且不会逆向传输的方式。

图环形器三：实物从实物上来看，隔离器有两个端口，环形器有三个端口（在环形器任意一个端口接上负载，就变成了隔离器，有些隔离器需要接上衰减片做驻波检验用，衰减片也有一个端口，看起来像环形器，实际上它接的衰减片也是一个负载，此器件也属于隔离器，所以可以把带衰减片的隔离器称之为环形器，这是存在的一个误区）。

基本原理首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。

保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。

环形器和隔离器是由铁氧体制成的各向异性的微波无源的器件。

环形器是个三端口器件，隔离器是二端口器件，将环形器的其中一端接上匹配负载，就成了隔离器。

环形器和隔离器提供了一个单向的传输通路，允许射频信号只朝一个方向通过(低损耗)，而在其他方向则产生很大的损耗(隔离)。

技术指标1、插入损耗2、隔离度3、VSWR4、工作频段非线性特性在射频和微波无源器件中，环形器和隔离器的非线性特性比较差，但是，这些器件又往往被用于大功率场合。

环形器和隔离器的非线性特性体现在谐波、正向互调(包括接收频段和发射频段)、接收频段发射互调、反向互调等。

1、谐波在大功率单载信号(f1)的作用下，环形器和隔离器会产生谐波(2f1、3f1等)。

谐波的大小可用绝对值或相对值来表示，但同时必须说明载频的幅度。

研究环形器和隔离器谐波的意义，在于可以充分了解系统间干扰的来源。

另一重要意义是因为二次谐波是产生三阶互调的前提，如果能定量的了解环形器和隔离器的谐波特性，则可以正确设置系统中滤波器和双工器的带外抑制值，以准确的控制系统成本。

当输入信号功率为40dBm时，隔离器的二次谐波为-61.3dBm；输入功率增加1dB,二次谐波相应增加2dB；当输入功率增加到49dBm，谐波增加到-43.87dBm。

2、正向传输互调当两个载频同时输入环形器或隔离器时，在输出端口产生互调产物。

正向传输互调的典型值为-80dBc@2x43dBm。

3、反射互调当两个载频同时输入环形器或隔离器时，会产生互调产物，并反射回输入端口。

反射互调的典型值为-80dBc@2x43dBm。

4、反向互调当两个载波分别从输入和输出端加到隔离器时，在输出端会产生互调产物。

注意：载频来自不同的方向，而且幅度大小不同。

环形器的原理及应用1. 环形器的概述环形器是一种常见的电子设备，其通过将输入信号分成多个相位，实现信号的放大和处理。

环形器广泛应用于数字信号处理、通信系统、噪声滤波等领域。

2. 环形器的工作原理环形器由多个相位器、加法器和乘法器组成，其工作原理如下：1.输入信号经过多个相位器，将其分成多个相位。

2.经过相位器处理后的信号进入加法器，进行信号叠加。

3.经过加法器处理后的信号进入乘法器，进行信号放大。

4.最终输出的信号经过滤波器等处理后，得到所需的结果。

3. 环形器的特点环形器具有以下几个特点：•高精度：环形器能够精确地对信号进行相位处理和叠加，提供较高的精度。

•宽频带：环形器的设计能够应对不同频率范围的信号处理需求。

•快速响应：环形器处理信号的速度较快，能够实时响应输入信号的变化。

•可编程性：环形器可以根据不同的应用需求进行编程和调整。

4. 环形器的应用领域4.1 数字信号处理在数字信号处理中，环形器广泛应用于滤波、滤波器设计、频域分析等方面。

其由于具有高精度和宽频带的特点，能够对信号进行精细的处理和分析。

4.2 通信系统在通信系统中，环形器常用于调制、解调和频率转换等功能。

通过调整相位器和乘法器的设置，可以实现不同频率信号的处理和传输。

4.3 噪声滤波环形器在噪声滤波方面的应用较为常见。

通过将噪声信号输入到环形器中，可以实现对噪声信号的滤波和去除，提高信号的质量和可靠性。

4.4 信号分析环形器还可以应用于信号分析领域，通过对不同相位的信号进行分析和比较，可以得到关于信号的相位、频率和幅度等信息。

4.5 自动控制环形器在自动控制系统中也有一定的应用。

通过将输入信号与期望信号进行比较和处理，可以实现系统的自动控制和调整。

5. 总结环形器是一种常见的电子设备，其通过将输入信号分成多个相位，实现信号的放大和处理。

环形器具有高精度、宽频带、快速响应和可编程性的特点，在数字信号处理、通信系统、噪声滤波、信号分析和自动控制等领域有广泛的应用。