环流器和隔离器
医用直线加速器结构原理及故障维修案例分析

维修工程[13][14][15][16][17]工作人员接受辐射剂量估测[J].职业与健康,2022,38(5):581-585,589.邢伟平.优质护理服务和辐射防护在18F -F D G PET/CT检查中的应用研究要点构架[J].饮食保健,2021(43):235-236.田燕,肖桂荣,徐珽.我国医疗器械不良事件监测年度报告分析[J].中国药业,2022,31(6):6-12.李娜,张桐,孙爱君.PET/CT显像的伪影问题和质量管理[J].中西医结合心血管病电子杂志,2020,8(20):56.尚康康,焦建国,谢新立,等.上肢位置对PET/CT 检查结果的影响[J].河南医学研究,2020,29(13):2331-2334.Sarikaya I,Sarikaya A.PET/CT Image[18][19][20][21]Artifacts Caused by the Arms[J].J Nucl Med Technol,2021,49(1):19-22.李玲,夏兆云.PET/CT显像伪影形成与处理对策分析[J].影像研究与医学应用,2019,3(3):86-87. 陈蕾蕾,陈自谦,许尚文,等.PET/CT显像常见伪影及质量控制[J].中国医疗设备,2019,34(2):17-20,24.张铃锋,郭林红.心理护理干预在PET/CT全身显像患者中的应用观察[J].临床研究,2022,30(5):175-178.康旭东,张玮,王宇开,等.基于发明专利转让数据的校-企技术转移特征研究[J].科学与管理,2020,40(2):10-19.收稿日期:2022-11-01①山东省肿瘤防治研究院(山东省肿瘤医院)医学装备部 山东 济南 250117作者简介:齐亮,男,(1983- ),硕士,工程师,从事医院医疗器械维修与管理研究工作。
[文章编号] 1672-8270(2023)10-0220-04 [中图分类号] R812 [文献标识码] BStructural principle and maintenance case analysis of medical linear accelerator/QI Liang, DENG Wei, LI Yu-hui//China Medical Equipment,2023,20(10):220-223.[Abstract] Medical linear accelerators are structurally divided into microwave systems, pulse modulators, accelerating tubes, radiation and control systems, etc., and can be divided into traveling wave accelerators and standing wave accelerators according to different acceleration modes. In the process of fault treatment, the correlation between structural functions and fault symptoms is conducive to the investigation and analysis of the cause of the fault. Faults in multi-leaf collimator (MLC), beam output and temperature control are common in medical linear accelerators. By analyzing the structural principles of medical linear accelerators, the maintenance strategy of the common fault was discussed. The fault sources were determined from the perspectives of structural hardware faults and software system problems. Troubleshooting methods were formulated to solve the faults. Medical engineering technical support personnel should be familiar with the principle of equipment structure and carry out preventive maintenance management. Equipment operators should strengthen daily maintenance to improve the clinical operation quality of medical linear accelerators.[Key words] Accelerator; Microwave system; Accelerating tube; Multi-leaf collimator (MLC); Fault analysis[First-author's address] Department of Medical Equipment, Shandong Cancer Hospital and Institute, Jinan 250117, China.[摘要] 医用直线加速器从结构上分为微波系统、脉冲调制器、加速管、辐射及控制系统等,并按加速方式不同分为行波加速器和驻波加速器。
第3章驻波加速管

3、驻波加速原理
——驻波观点分析
E ( z, t ) Ez ( z) cos t
z
Ez ( z )
n
An cos
(2n 1) z D
同步加速条件
D T c 2
满足同步条件下,电 子能量增益
W e
D /2
D /2
n
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
An cos
(2n 1) z cos t dz D
又反射到阳极泵壁,随之又被新蒸发的钛膜掩
埋。
5. 钛泵的排气机理
有机气体:容易吸附,被电子轰击后分解沉积。
活性气体:如氧气、一氧化碳和氮气等靠与阳极筒内壁表
面的钛膜产生化学吸附,形成固态化合物。 氢 气:开始由离子掩埋,然后是由中性吸收和扩散到
钛膜形成氢化物。
惰性气体:被电离后,形成正离子,然后以离子的形式轰 击钛膜,离子得到电子而形成中性原子,然后
真空区域划分
粗真空: 760~10Torr 105~102 Pa 低真空(中真空): 10~10-3Torr 102-10-1 Pa 高真空: 10-3~10-8Torr 10-1~10-5 Pa 超高真空: 10-8~10-12Torr 10-5~10-9 Pa 极高真空: <10-12Torr <10-9 Pa
第四节
真空系统
真空技术应用 – 主要作用: 避免加速管内放电击穿 防止电子枪阴极中毒、钨丝材料的热子或灯丝氧 化 减少电子与残余气体的碰撞损失 – 加速管真空系统的形式: 全密封驻波加速管 具有可拆卸密封的驻波加速管 具有可拆卸密封的行波加速管
– 压强
1标准大气压(ATM)=101325帕(Pa)≈0.1MPa 1托(Torr)=1.333224×102帕(Pa), 1帕(Pa)=7.5×10-3托(Torr)
雷达TR组件柔性装配系统设计与实现

雷达TR组件柔性装配系统设计与实现发布时间:2022-09-02T01:43:10.077Z 来源:《科学与技术》2022年4月8期(下)作者:刘志龙,刘利,张井泉[导读] 相控阵雷达因具有快速改变天线波束指向和波束形状能力、易于形成多个发射和接收波束刘志龙,刘利,张井泉中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市230031摘要:相控阵雷达因具有快速改变天线波束指向和波束形状能力、易于形成多个发射和接收波束、可在空间实现信号合成等特点,使其具备多种雷达功能,可稳定跟踪多批高速运动目标的能力,在单部雷达发射机功率受限的条件下,也能获得较大的辐射功率,为加大雷达作用距离、提高雷达测量精度和有效对抗各种杂波及低可观测目标提供了技术上的可能,因此成为当今雷达技术发展的重要方向。
T/R组件是有源相控阵雷达的核心组成部分,有源相控阵雷达天线辐射单元通过T/R组件对发射信号的功率放大和接收信号的低噪声放大以及幅度和相位的调整,从而完成发射和接收波束的空间合成。
T/R组件包含微波开关、功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器和电源及控制等复杂的电路系统,覆盖了微波集成电路、高速数字电路等技术领域。
采用大量T/R组件的有源相控阵雷达系统在未来机载、星载和弹载领域应用中将发挥越来越重要的作用。
关键词:雷达;TR组件;柔性装配前言T/R组件一方面要输出雷达发射通道的大功率微波信号,又要接收来自空间探测目标反射回来的微弱回波信号,集大功率、小信号、数模混合、高集成度、精密制造等多项前沿技术于一身,其自身的电路设计和制造过程都非常复杂,且单机价格占雷达总价的比例越来越高。
有源相控阵雷达是目前雷达研究和发展的主流,在有源相控阵雷达中,高性能、高可靠、低成本的收发组件(I/R)雷达的核心部件,造价占整个雷达系统造价的70%以上,其性能和质量的优劣直接关系到整个雷达质量的好坏。
T/R组件集成了收发开关、限幅器、移相器、衰减器、低噪声放大器、功率放大器等功能模块,模块众多,结构复杂。
加速器原理-医用直线加速器的应用

a)X射线辐射系统 b)电子射线辐射系统 A-限束器 C-准直器 F-散射箔 I-电离室 J-光阑 M-反射镜 P-均整块 T-靶 W-楔形过滤器
图8.4 辐射系统结构示意图
靶——加速电子打靶后产生X射线。
均整块——使辐射野内的X射线剂量分布均匀。
散射靶——使从加速系统来的集束的电子射线在 一定辐射野内均匀散开。
4. 机架及治疗床运动系统
现代医用电子直线加速器采用等中心原则 的运动系统,即机架、辐射头及治疗床三者的 旋转轴线交于一点,该点称为等中心,要求中 心误差在±2mm以内。
5. 电气控制系统
电气控制系统由以下几部分组成:
(1) 各种电源。
(2) 连锁保护:包括水流、水温、水压、高 压过载、微波功率源打火等各种保护。
W-波导窗
图8.3 医用电子直线加速器加速系统
1,加速系统
(1) 加速管 加速管由电子枪、加速结构、引出系
统、离子泵组成。电子枪产生供加速的电 子,其阴极被加热后产生热发射电子,在 阴极和阳极间的高压电场作用下,以一定 的初始能量从阳极中心孔道穿出注入加速 结构。
加速结构有行波和驻波两种加速结 构,是对电子进行加速的核心器件。微 波功率经耦合波导馈入后,在其中产生 行波或驻波电磁场。驻波结构可以在同 样长度上比行波获得更高的能量增益。 引出系统的作用是将电子束引出,分为 直束式和偏转式两种,低能机的加速管 较短,大多采用直束式,中、高能机的 加速管较长,必须采用带偏转磁铁的偏 转式引出系统。离子泵用以吸收气体,
电子射线能量范 围及能量分档
应用范围
无
深部肿瘤
5~15MeV,3~5 大部分深部肿瘤、
档
部分表浅肿瘤
5~25MeV,5~8 档
隔离器和环形器的区别

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)。
常用放射治疗设备

医用电子直线加速器结构
微波源是磁控管或速调管,可以提供10cm 微波源是磁控管或速调管,可以提供10cm 波段的电磁波(频率为2998MHz或2856MHz) 波段的电磁波(频率为2998MHz或2856MHz) 电子枪发射可供加速的电子;真空系统由 钛泵和真空器件构成,作用是保持加速管 内部和电子枪等部位的高度真空状态,以 避免烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等;
半价层
半价层 (Half Value layer,HVL):是指置 layer,HVL): 于X射线束通过的路径上,使其照射量减 少一半所需某种物质的厚度。
二、60钴遮线器
截断60钴 截断60钴γ射线; 开位时,射线射出治疗; 关闭时,射线束截断;
60钴准直系统 三.
目的限定照射野的大小适应治疗的需要 钴源在开放位时,限光筒的厚度应使漏射 量不超过有用射线剂量的5 量不超过有用射线剂量的5%。按这要求, 限光筒或遮线挡块厚度应达4.5HVL,用铅 限光筒或遮线挡块厚度应达4.5HVL,用铅 则为:1.27cm×4.5=5.7cm(一般制成6cm厚 则为:1.27cm×4.5=5.7cm(一般制成6cm厚)
对于给定的组织深度,半影随照射野的增 大而增加 放射源距准直器端面的距离越长,半影越 小。
钴源的更换
放射活度减少,治疗时间加长,效能下降 换源后需重新测量物理参数,如输出剂量、 射野平坦度、对称度、半影测定及机器本 身防护
60钴治疗机的种类 60钴治疗机的种类
直立式 运动范围135cm 运动范围135cm 旋转式 机头不能升降,只能360度旋转, 机头不能升降,只能360度旋转, 源到等中心的距离为80cm或100cm。 源到等中心的距离为80cm或100cm。
电子加速过程
气象雷达原理期末
设 R 为雷达天线到目标的距离。从雷达天线发射出去,到后向散射回来至天线接收,其 2R • 2π 4π R dφ 4π dR 4π = = • = • v =2π f d 总的相位变化量为: φ = ωd = l l dt l dt l
fd =
2v
l
(ν向着雷达靠近为正,fd 为正,频率增加)
5. 雷达系统中,发射系统与接收系统要求的阻抗匹配存在差异 雷达系统中,发射系统要求阻抗匹配,主要是为了发射大功率微波由发射机至天线的最大 程度传输,且不产生反射,以免形成驻波对发射机造成损坏。要尽量实现发射机的输出阻抗与 波导阻抗匹配,波导阻抗与天线阻抗匹配,即完全匹配状态,无反射,电压驻波比为1。接收 系统要求阻抗匹配,主要是为了最大限度的实现从天线到接收机(各级)的最大程度信号功率 传递,避免驻波产生而影响信号特性。 6. 瞬时自动增益控制器 IAGC 的特点:
4.
5.
6.
7.
ห้องสมุดไป่ตู้
播,能流密度的距离平方衰减被距离增加引起的体目标体积的增加“补偿”了。 10. 雷达天线罩是辅助设备,起保护作用。它能消除风沙雨雪等环境负载对天线运动的影响、 改善工作条件,提高雷达天线乃至整机可靠性。天线罩主要用于保护天线,它必须满足 对电磁波传播几乎没有影响的特性。但是,强降水在天线罩表面形成的水膜会严重影响 雷达性能。 11. 天线方向性增益是指在等距球面上某个方向的功率密度与球面平均功率密度之比, 它与辐 射效率因子的乘积即为功率增益。 雷达天线增益一般用 dBi 表征, 它是以全向性天线的辐 射能流密度为参考基准的,单位为 dB。 12. 雷达中常设置低噪声放大器以降低接收机的噪声系数, 它作为接收机的第一级, 要求非线 性失真小、动态范围大、承受的输入功率较大。低噪声放大器主要为了降低接收机的噪声 系数,提高灵敏度,其噪声系数小(1-3dB) 、功率增益大(20—30dB) ,在其带宽下工作 稳定可靠。 13. 雷达定向耦合器是利用波在传播中的相位关系, 将主波导中入射行波或反射行波的部分功 率耦合至辅波导,用于功率或频率等监视的微波元件,耦合度是重要指标。 隔离器是一 种利用波在传播中的相位关系制成的不可逆的衰减器,在正方向(或需要传输的方向上)衰 减量(或插入损耗)很小,而反方向则很大,隔离度是重要指标。 环流器是一种多端口定 向传输电磁波的微波部件, 其输入任一端口的功率, 都会按照一定顺序传输到下一个端口。 隔离度是重要指标, 常用作雷达的收发开关。 旋转关节是用来把高频信号从一个固定的 平台传输到另外一个需要连续旋转的平台上的微波部件,用于雷达馈线的“旋转连接” 。 14. 风廓线雷达主要用于垂直风廓线的探测,根据其使用波长的不同,分为边界层、对流层、 平流层等三个区域。边界层风廓线雷达在大气边界层空气质量、中尺度天气预报、垂直风 切变、湍流、尾涡流等方面发挥着重要的作用。结合 RASS 技术,可获取低空温度廓线资 料。 15. 对不同用途,雷达杂波的定义是存在差异的:气象雷达中,天气回波是需要的回波,地物 回波与海面回波是杂波;导航雷达中,飞机回波是需要的回波,地物回波与海面回波和气 象回波是杂波;杂波的定义至于是否干扰正常参量的观测有关,与散射性质无关。天气雷 达的地物杂波必须被抑制掉,因为地物杂波会引起反射率因子和平均径向速度估计的误 差。 16. 一部脉冲雷达探测远距离目标,测得电磁波走过的时间是 1mS,如果电磁波传播速度为 3×108m/S,则该目标距离约是 150 Km。一部脉冲雷达探测到距离 100 Km 的目标,如果电 磁波传播速度为 3×108m/S,则该电磁波走过的时间约是 0.666 mS。 17. 地球曲率会影响雷达测得高度偏低, 必须经过修正才能使用。 究其原因是雷达测量远距离 (如 100Km)目标时,雷达天线水平射出的电磁波,到达目标处已高出地面一定高度。 18. 大气是电磁波传播的一种介质, 其垂直结构的改变会导致一些特殊的电磁波传播现象, 如 高度位置误差和超折射地杂波现象,天线大于一定仰角后出现无目标的“晴空”回波。大 气并非均匀结构、难以出现各向同性的特征,这就会引起电磁波传播的折射,最终导致位 置测量的水平和垂直方向均可能出现偏差。
环形器和隔离器的基本理论
环形器和隔离器的基本理论隔离器、环形器、同轴隔离器、同轴环形器、表贴隔离器、表贴环形器隔离器:高频用低功耗隔离器。
有助于减轻负载波动等的不匹配造成的反射波影响。
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,地之间要独立。
环流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。
换流器是个三端口器件,隔离器是二端口器件,将换流器的其中一端接上匹配负载,就成了隔离器。
信号隔离器的工作原理: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。
环形器又叫隔离器的突出特点是单向传输高频信号能量。
环形器与隔离器的基本理论: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。
优译科技主要生产:同轴隔离器/ 嵌入式(带线)隔离器/ 宽带隔离器/ 双节隔离器/ 表面封装(SMT)隔离器/ 微带(基片)隔离器/ 波导隔离器优译创立于中国深圳市,注册资金2亿人民币,是集军民用微波通信器件开发,设计与生产的一体化企业,产品远销海内外。
公司成立于2003年,依托产业优势,凭借过硬的专业技术,以国内、国际双轨运营的经验模式,在微波通讯行业赢得信誉和口碑,生产的产品频率范围从300KHz 至110GHz,功率高可达20KW,广泛使用与民用,军事,航天,空间技术等领域。
优译公司始终秉承“诚信为先、顾客至上、敢于创新”的经营理念,坚持以“技术优势为根本,以市场需求为导向”。
加速器原理和结构
培 证 保
训 班
2、主机系统—加速管2(行波加速与驻波加速)
放 09 20 疗 备 设 质 量 培 证 保 训 班
2、主机系统—加速管
• 要使管体和靶更好的散热冷却,水系统的正常有效工作是至关重 要的。因此定期检查水系统,经常更换水源,清洗水箱,检查水 压等工作就显得重要了。
放 09 20
疗 备 设 质 量 培 证 保 训 班
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备 设
质 量 培 证 保 训 班
不同厂家的几款加速器
放 09 20
疗
备 设
质
量
培 证 保
训
班
1、医用电子直线加速器的简介--分类
医用电子直线加速器是利用微波电磁场加速电子,并使其具有直线轨道的一 种装置,加速后的电子直接或经转换为X射线后供放射治疗用. 医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类。
疗
备 设 质 量 培 证 保 训 班
放 09 20
疗
备 设
质
量
培 证 保
训
班
磁控管的工作特性及负载特性
输出功率 (MW) 磁场 ( m T )
阳极电压 ( kV )
阳极电流 ( A )
频率变化 ( MHz )
放 09 20
疗 备 设 质 量 培 证 保 训 班
磁控管振荡器的频率稳定
放 09 20
量 培 证 保 训 班
2、主体系统—其他偏转系统原理和结构
90°非消散色偏转
治疗野严重不对称
放 09 20 疗 备 设 质 量 培 证 保
单消色散270°偏转
Δ=±10%
训 班
2、主体系统—真空系统(钛泵1)
GFE(L)1型二次测风雷达讲解学习
上天线 调相器
限
隔
环
幅
离
形
器
器
器
下天线 调相器 左天线 调相器和差环ຫໍສະໝຸດ 环调制环形
器
程序方波
右天线 调相器
前置 高放
限 幅 器
天馈线分系统方框图
高频 旋转 关节
环 形
发射机
器
限
幅 器
接收机
天馈线分系统
限幅器 开关管套
环形器
环形器
隔离器
和 前置高放 差
箱 内 调相器 部 位 置 图
限幅器
天馈线分系统
一、高仰角经常丢球 (1) 原因分析: 首先判断是否从建站开始就经常存在高仰角丢球现
天馈线分系统
以及连接电缆。其中任何一个出现问题都会 造成信号弱。 (2)解决方法: 首先可以用万用表测量连接电缆是否开路、 短路,其次可以用备件依次更换环流器、 限幅器、前置高放来解决。
天馈线分系统
三、气高和雷达高度相差大 (1)原因分析: 如果是偶尔出现气高和雷达高度相差大,可能没有
跟在主瓣上,而是跟在旁瓣上,如果确定是跟在 主瓣上,那么可能是电轴上下偏移或者是仰角零 度变化造成气高和雷达高度相差大。 (2)解决方法: 首先检查雷达仰角标零情况,其次可以通过对三轴 一致性进行检查标校来解决。
象,可以通过观察天线在高仰角跟踪时摆幅是否 比较大,如果是,就得考虑某根馈源极化方向不 对所致。其次,通过观察四条亮线是否一会两两 不齐,一会齐来判断程序方波有没有加至开关管 套和增益指示是否有跳变现象来确定前置高放是 否工作。这种情况就得怀疑WT9电缆中的程序方
天馈线分系统
波传输芯线和12V电源传输芯线在天线高仰角 时 有接触不良现象,用万用表对WT9电缆进行测量, 测量时晃动WT9电缆可以发现上述芯线有开路情 况,判断WT9电缆芯线断裂造成天线高仰角经常 丢球。 (2)解决方法: 第一种情况通过调整馈源极化方向来解决;第二种 情况可以通过更换WT9电缆来解决。
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隔离器和环流器
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。
环流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。
环流器是个三端口器件,隔离器是二端口器件,将环流器的其中一端接上匹配负载,就成了隔离器。
环流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、VSWR
4、工作频段
非线性特性
在射频和微波无源器件中,环流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。
环流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,环流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。
研究环流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流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流器或隔离器时,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流器或隔离器时,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。
定义反向互调时,应选择幅度较大的互调产物,并以幅度较大的载频为参考。
反向互调的典型值为-80dBc。
隔离器的应用
作为源和负载的隔离
在信号源和被测器件之间插入一个隔离器,不但可以改善信号源和被测器件的阻抗匹配,也可以防止由于被测器件所产生的反射功率进入信号源。
用于功率放大器
输入隔离器可以改善功率放大器及其激励放大之间的匹配,以防止放大器自激,而输出隔离器则用于改善放大器和负载的匹配。
输出隔离器对于功率放大器来说有着更大的意义。
只要隔离器中的隔离端电阻的功率容量小于放大器的设计输出功率,则放大器在任何负载条件下均可安全工作,包括开路和短路(VSWR为无穷大,输出功率完全被反射回来并被隔离电阻吸收)。
但是从另一个角度看,一个射频功率放大器的输出功率出奇的好,实际上只是输出隔离器的贡献,如果放大器的真正输出匹配没有调好,也就是功率放大管输出和隔离器输入端口之间的匹配不是最佳状态,则会降低放大器的效率并影响放大器的使用寿命。
提高功率合路系统的隔离度
在功率合成电路中,隔离器常被用于提高合成系统的隔离度。
若合路器的隔离度为23dB,在合路器的输入端口分别接入隔离度为20dB的隔离器后,则系统的隔离度会提高到43dB,这样就有效防止了由两个放大器之间的串扰所产生的互调。
环流器的应用:
作为双工器使用
来自发射机的信号被直接送到天线发射出去;同样来自天线的接收信号也会直接进入到接收机。
只要环流器有足够的隔离度,那么发射机的信号就不会进入接收机。
为了提高收发隔离度,可以适当增加环流器的级数。