Les Circulateurs… ces bêtes mystérieuses !
Les circulateurs, ces petites boites mystérieuses utilisées dans l’instrumentation de mesure et en émission pour déceler les anomalies de lignes ou antennes et protéger les émetteurs, voire établir des protections par isolement entre TX/RX. Comment fonctionnent ces mystérieuses structures. L’Etude d’Annaig Guennou intitulée « Magnétostatique et Electromagnétique de Circulateurs Miniatures pour les Modules Actifs Emission/Réception des Systèmes de Télécommunications » démystifie le sujet.
La première étape de notre travail a consisté à étudier le circuit de polarisation du dispositif et les différents champs magnétiques statiques apparaissant dans la structure. En effet, le champ statique de polarisation est très souvent considéré comme étant uniforme. Il en est de même pour les champs démagnétisant apparaissant dans le ferrite et le champ interne de ce dernier.
Les résultats de simulations issus du logiciel commercial Maxwell 3D ont montré que le champ magnétique de polarisation créé par un ou deux aimants permanents présentait une variation spatiale de son intensité. Les structures ouvertes étudiées ont montré des fuites de flux, notamment sur les bords de l’entrefer, ce qui conduit à une variation spatiale du champ prononcée quelque soit la configuration en aimants employées (1 ou 2 aimants polarisant la matière ferrimagnétique). Aucun système de polarisation permet l’obtention d’un champ statique de polarisation complètement uniforme : des effets de bords subsistent. De plus certaines zones de l’échantillon ferrimagnétique peuvent ne pas être saturées si le champ appliqué sur le ferrite n’est pas assez intense. La comparaison des cartographies de champs associées à une configuration « symétrique » et une configuration « non-symétrique » ont aussi montré que les lignes de champ était plus unidirectionnelle dans la première configuration. Dans le cas où un seul aimant polarise la jonction le champ peut ne plus être orienter suivant la normale par rapport à l’échantillon ferrite et ainsi modifier l’interaction onde /matière dans le ferrite. Lire le document si vous souhaitez en savoir plus sur le sujet.