Circulator and Isolator

서큘레이터(Circulator)와 아이솔레이터(Isolator)는 주로 마이크로파 및 RF(Radio Frequency) 시스템에서 사용되는 두 가지 중요한 패시브 소자입니다. 이 둘의 주요 차이점과 특성을 설명하겠습니다.

서큘레이터(Circulator)

1. 정의: 서큘레이터는 다수의 포트를 가지며, 신호를 한 방향으로만 순환시키는 소자입니다.
2. 포트 수: 일반적으로 3포트 또는 4포트 형태로 제공됩니다.
3. 동작 원리: 입력된 신호는 인접한 다음 포트로 전달되며, 한 방향으로만 흐릅니다. 예를 들어, 3포트 서큘레이터의 경우, 포트 1로 들어간 신호는 포트 2로 나가고, 포트 2로 들어간 신호는 포트 3으로 나가며, 포트 3로 들어간 신호는 포트 1로 나갑니다.
4. 용도: 주로 송신기와 수신기를 동일 안테나로 연결할 때 사용됩니다. 또한, 주파수 도메인에서 신호를 분배하거나 합치는 데 사용됩니다.

아이솔레이터(Isolator)

1. 정의: 아이솔레이터는 신호를 한 방향으로만 통과시키고 반대 방향의 신호는 차단하는 소자입니다.
2. 포트 수: 일반적으로 2포트 형태로 제공됩니다.
3. 동작 원리: 한 방향으로 들어온 신호는 그대로 통과하지만, 반대 방향으로 들어오는 신호는 흡수되거나 반사됩니다. 예를 들어, 포트 1에서 포트 2로는 신호가 전달되지만, 포트 2에서 포트 1로는 전달되지 않습니다.
4. 용도: 주로 반사된 신호나 피드백을 차단하여 회로 보호를 위해 사용됩니다. 고출력 증폭기나 레이저 시스템에서 특히 유용합니다.

요약

• 서큘레이터: 신호를 여러 포트 사이에서 순환시키는 소자. 다수의 포트를 가지고 있으며 신호가 지정된 방향으로만 흐름.
• 아이솔레이터: 신호를 한 방향으로만 통과시키고 반대 방향의 신호는 차단하는 소자. 2포트를 가지고 있음.

이 두 소자는 각기 다른 용도로 사용되지만, 모두 RF 및 마이크로파 시스템에서 중요한 역할을 합니다.

서큘레이터를 아이솔레이터로 만들려면?

3포트 서큘레이터에서 포트 하나에 저항을 연결하면 그 서큘레이터는 아이솔레이터처럼 동작합니다. 구체적으로 설명하자면:

3포트 서큘레이터의 아이솔레이터 변환

1. 기본 동작 원리: 3포트 서큘레이터의 기본 동작은 포트 1에서 포트 2로, 포트 2에서 포트 3으로, 포트 3에서 포트 1로 신호가 전달됩니다.
2. 저항 연결: 만약 포트 3에 저항을 연결하면, 포트 3로 들어오는 신호는 저항에 의해 흡수됩니다. 이로 인해 포트 1에서 포트 2로 신호가 전달되고, 포트 2에서 포트 3으로 신호가 전달되지만, 포트 3로 들어오는 신호는 흡수되므로 포트 1로 돌아오지 않습니다.
3. 아이솔레이터처럼 동작: 이렇게 포트 3에 저항이 연결된 서큘레이터는 포트 1에서 포트 2로 신호가 전달되고, 포트 2에서 포트 1로 신호가 전달되지 않으므로, 사실상 아이솔레이터처럼 동작하게 됩니다.

요약

• 3포트 서큘레이터에서 포트 하나(예: 포트 3)에 저항을 연결하면, 그 포트로 들어오는 신호가 흡수되어 반사되지 않기 때문에, 서큘레이터가 아이솔레이터처럼 동작하게 됩니다.
• 이는 포트 1에서 포트 2로 신호는 전달되지만, 포트 2에서 포트 1로 신호는 전달되지 않는 아이솔레이터의 특성을 가지게 합니다.