Circulador activo

Dispositivo activo no recíproco de tres puertos

Símbolo de un circulador de 3 puertos

En ingeniería eléctrica, un circulador activo es un dispositivo activo no recíproco de tres puertos que acopla una señal de microondas o radiofrecuencia únicamente a un puerto adyacente en la dirección de circulación. Otros circuitos (externos) se conectan a los puertos del circulador a través de líneas de transmisión. Un circulador activo ideal de tres puertos tiene la siguiente matriz de dispersión :

${\displaystyle S={\begin{pmatrix}0&0&1\\1&0&0\\0&1&0\end{pmatrix}}}$

Un circulador activo se puede construir utilizando una de varias tecnologías diferentes. Una tecnología temprana es el uso de transistores como dispositivos activos para realizar la función no recíproca. ^{[1] Los circuitos} varactores son otra tecnología, que se basa en una estructura de línea de transmisión variable en el tiempo, impulsada por una señal de bombeo separada. ^{[2] Una tercera tecnología utiliza anillos modulados espaciotemporalmente de} resonadores acoplados . ^[3] Otro enfoque de diseño se basa en técnicas de conmutación escalonada y circuitos integrados. ^{[4] [5]}

En comparación con los circuladores pasivos (de ferrita) , los circuladores activos tienen las ventajas de un tamaño pequeño, una masa baja y una integración sencilla con otros circuitos. Los diseñadores de sistemas deben sopesar estos factores con las desventajas de los circuladores activos: requieren alimentación de CC y, a veces, una bomba o señal de reloj independientes, pueden ser no lineales y pueden introducir un ruido significativo en la ruta de la señal.

Referencias

1. Tanaka, S.; Shimomura, N.; Ohtake, K. (1 de marzo de 1965). "Circuladores activos - La realización de circuladores utilizando transistores". Actas del IEEE . 53 (3): 260–267. doi :10.1109/PROC.1965.3683. ISSN  0018-9219.
2. Qin, Shihan; Xu, Qiang; Wang, YE (1 de octubre de 2014). "Componentes no recíprocos con condensadores modulados de forma distribuida". IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 62 (10): 2260–2272. Bibcode :2014ITMTT..62.2260Q. doi :10.1109/TMTT.2014.2347935. ISSN  0018-9480. S2CID  13987504.
3. Estep, NA; Sounas, DL; Alù, A. (1 de febrero de 2016). "Circuladores de microondas sin imán basados ​​en anillos modulados espaciotemporalmente de resonadores acoplados". IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 64 (2): 502–518. doi :10.1109/TMTT.2015.2511737. ISSN  0018-9480. S2CID  17421796.
4. Nordrum, Amy (15 de abril de 2016). "Nuevo chip de radio dúplex completo que transmite y recibe señales inalámbricas a la vez". IEEE Spectrum: noticias sobre tecnología, ingeniería y ciencia . Consultado el 22 de julio de 2016 .
5. Reiskarimian, Negar; Krishnaswamy, Harish (15 de abril de 2016). "No reciprocidad libre de magnetismo basada en conmutación escalonada". Nature Communications . 7 : 11217. Bibcode :2016NatCo...711217R. doi :10.1038/ncomms11217. PMC 4835534 . PMID  27079524.