ทฤษฎีพื้นฐานของตัวหมุนเวียนคลื่นวิทยุ (RF circulator) และตัวแยกคลื่นวิทยุ (RF isolator)

ในเทคโนโลยีไมโครเวฟ ตัวหมุนเวียนสัญญาณ RF และตัวแยกสัญญาณ RF เป็นอุปกรณ์เฟอร์ไรต์ที่สำคัญสองชนิด ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับควบคุมและแยกสัญญาณไมโครเวฟ
คุณลักษณะสำคัญของอุปกรณ์เหล่านี้อยู่ที่การไม่สมมาตร ซึ่งหมายความว่าการสูญเสียสัญญาณมีน้อยในระหว่างการส่งสัญญาณไปข้างหน้า ในขณะที่มันดูดซับพลังงานส่วนใหญ่ในระหว่างการส่งสัญญาณย้อนกลับ
คุณลักษณะนี้ถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและเฟอร์ไรต์ไมโครเวฟ
สนามแม่เหล็กเป็นพื้นฐานสำหรับคุณสมบัติที่ไม่สมมาตร ในขณะที่เฟอร์ไรต์เป็นตัวกำหนดความถี่เรโซแนนซ์ของอุปกรณ์ กล่าวคือ การตอบสนองต่อความถี่ไมโครเวฟเฉพาะความถี่หนึ่ง

หลักการทำงานของตัวหมุนเวียนสัญญาณ RF คือการใช้สนามแม่เหล็กในการควบคุมสัญญาณไมโครเวฟ เมื่อสัญญาณเข้าจากพอร์ตอินพุตหนึ่ง สัญญาณจะถูกนำทางไปยังพอร์ตเอาต์พุตอีกพอร์ตหนึ่ง ในขณะที่การส่งสัญญาณย้อนกลับจะถูกปิดกั้นเกือบทั้งหมด
อุปกรณ์แยกสัญญาณนั้นก้าวไปอีกขั้นบนพื้นฐานนี้ โดยไม่เพียงแต่บล็อกสัญญาณย้อนกลับเท่านั้น แต่ยังแยกเส้นทางสัญญาณสองเส้นทางออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อป้องกันการรบกวนระหว่างสัญญาณ

เป็นที่น่าสังเกตว่า หากมีเพียงสนามแม่เหล็กโดยปราศจากเฟอร์ไรต์ไมโครเวฟ การส่งสัญญาณจะกลายเป็นแบบย้อนกลับ กล่าวคือ ผลของการส่งสัญญาณไปข้างหน้าและย้อนกลับจะเหมือนกัน ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่สอดคล้องกับเจตนารมณ์ในการออกแบบของตัวหมุนเวียนสัญญาณ RF และตัวแยกสัญญาณ RF ดังนั้น การมีอยู่ของเฟอร์ไรต์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้