Навіны - Пераўтварэнне энергіі ў радарных антэнах

У мікрахвалевых схемах або сістэмах увесь ланцуг або сістэма часта складаецца з мноства асноўных мікрахвалевых прылад, такіх як фільтры, злучнікі, дзельнікі магутнасці і г.д. Ёсць надзея, што з дапамогай гэтых прылад можна эфектыўна перадаваць сігнальную магутнасць з адной кропкі ў іншую з мінімальнымі стратамі;

Ва ўсёй сістэме радара транспартнага сродку пераўтварэнне энергіі ў асноўным заключаецца ў перадачы энергіі ад чыпа да фідэра на друкаванай плаце, перадачы фідэра да корпуса антэны і эфектыўнага выпраменьвання энергіі антэнай. Ва ўсім працэсе перадачы энергіі важнай часткай з'яўляецца канструкцыя пераўтваральніка. Пераўтваральнікі ў сістэмах міліметровых хваль у асноўным ўключаюць пераўтварэнне мікрапалоснага хвалявода ў падложку (SIW), пераўтварэнне мікрапалоснага хвалявода, пераўтварэнне SIW у хвалявод, пераўтварэнне кааксіяльнага сігналу ў хвалявод, пераўтварэнне хвалявода ў хвалявод і розныя тыпы пераўтварэння хваляводаў. У гэтым нумары будзе разгледжана распрацоўка мікрадыяпазоннага SIW-пераўтварэння.

Розныя тыпы транспартных збудаванняў

Мікраслоскаваяз'яўляецца адной з найбольш шырока выкарыстоўваных накіравальных структур на адносна нізкіх мікрахвалевых частотах. Яе асноўнымі перавагамі з'яўляюцца простая структура, нізкі кошт і высокая інтэграцыя з кампанентамі павярхоўнага мантажу. Тыповая мікрапалоскавая лінія фарміруецца з выкарыстаннем праваднікоў з аднаго боку падложкі дыэлектрычнага пласта, якія ўтвараюць адну плоскасць зазямлення з другога боку, з паветрам над ёй. Верхні праваднік у асноўным ўяўляе сабой праводзячы матэрыял (звычайна медзь), сфармаваны ў вузкі провад. Шырыня лініі, таўшчыня, адносная дыэлектрычная пранікальнасць і тангенс кута дыэлектрычных страт падложкі з'яўляюцца важнымі параметрамі. Акрамя таго, таўшчыня правадніка (г.зн. таўшчыня металізацыі) і праводнасць правадніка таксама маюць вырашальнае значэнне на больш высокіх частотах. Уважліва ўлічваючы гэтыя параметры і выкарыстоўваючы мікрапалоскавыя лініі ў якасці асноўнага блока для іншых прылад, можна распрацаваць многія друкаваныя мікрахвалевыя прылады і кампаненты, такія як фільтры, злучнікі, дзельнікі/аб'яднальнікі магутнасці, змяшальнікі і г.д. Аднак па меры павелічэння частаты (пры пераходзе да адносна высокіх мікрахвалевых частот) павялічваюцца страты перадачы і ўзнікае выпраменьванне. Таму перавага аддаецца полым трубчастым хваляводам, такім як прастакутныя хваляводы, з-за меншых страт на больш высокіх частотах (адсутнасць выпраменьвання). Унутраная частка хвалявода звычайна складаецца з паветра. Але пры жаданні яго можна запоўніць дыэлектрычным матэрыялам, што надае яму меншы папярочны сячэнне, чым у хвалявода, запоўненага газам. Аднак полыя трубчастыя хваляводы часта грувасткія, могуць быць цяжкімі, асабліва на нізкіх частотах, патрабуюць больш высокіх вытворчых патрабаванняў і з'яўляюцца дарагімі, а таксама не могуць быць інтэграваныя з планарнымі друкаванымі структурамі.

RFMISO МІКРАПАЛОСКАВЫЯ АНТЭННЫЯ ПРАДУКТЫ:

RM-MA25527-22,25.5-27 ГГц

RM-MA425435-22,4,25–4,35 ГГц

Другі варыянт — гэта гібрыдная накіроўвальная структура паміж мікрапалоснай структурай і хваляводам, якая называецца інтэграваным у падкладку хваляводам (SIW). SIW — гэта інтэграваная структура, падобная на хвалявод, вырабленая на дыэлектрычным матэрыяле, з праваднікамі зверху і знізу і лінейным масівам з двух металічных пераходных адтулін, якія ўтвараюць бакавыя сценкі. У параўнанні з мікрапалоснымі і хваляводнымі структурамі, SIW з'яўляецца эканамічна выгадным, мае адносна просты вытворчы працэс і можа быць інтэграваны з планарнымі прыладамі. Акрамя таго, прадукцыйнасць на высокіх частотах лепшая, чым у мікрапалосных структур, і мае ўласцівасці дысперсіі хвалявода. Як паказана на малюнку 1;

Рэкамендацыі па праектаванні SIW

Інтэграваныя хваляводы на падкладцы (SIW) — гэта інтэграваныя структуры, падобныя на хваляводы, вырабленыя з выкарыстаннем двух радоў металічных пераходных адтулін, убудаваных у дыэлектрык, які злучае дзве паралельныя металічныя пласціны. Рады металічных скразных адтулін утвараюць бакавыя сценкі. Гэтая структура мае характарыстыкі мікрапалосных ліній і хваляводаў. Вытворчы працэс таксама падобны на іншыя друкаваныя плоскія структуры. Тыповая геаметрыя SIW паказана на малюнку 2.1, дзе яе шырыня (г.зн. адлегласць паміж пераходнымі адтулінамі ў папярочным кірунку (as)), дыяметр пераходных адтулін (d) і даўжыня кроку (p) выкарыстоўваюцца для праектавання структуры SIW. Найважнейшыя геаметрычныя параметры (паказаныя на малюнку 2.1) будуць растлумачаны ў наступным раздзеле. Звярніце ўвагу, што дамінуючай модай з'яўляецца TE10, як і ў прастакутным хваляводзе. Суадносіны паміж частатой зрэзу fc хваляводаў, запоўненых паветрам (AFWG), і хваляводаў, запоўненых дыэлектрыкам (DFWG), і памерамі a і b з'яўляюцца першым пунктам праектавання SIW. Для хваляводаў, запоўненых паветрам, частата зрэзу паказана ў формуле ніжэй.

Асноўная структура і формула разліку SIW[1]

дзе c — хуткасць святла ў вольнай прасторы, m і n — моды, a — памер большага хвалявода, а b — памер меншага хвалявода. Калі хвалявод працуе ў рэжыме TE10, гэта можна спрасціць да fc=c/2a; калі хвалявод запоўнены дыэлектрыкам, даўжыня шырокага боку a разлічваецца па формуле ad=a/Sqrt(εr), дзе εr — дыэлектрычная пастаянная асяроддзя; каб SIW працаваў у рэжыме TE10, адлегласць паміж скразнымі адтулінамі p, дыяметр d і шырокі бок as павінны адпавядаць формуле ў правым верхнім куце малюнка ніжэй, а таксама існуюць эмпірычныя формулы d<λg і p<2d [2];

дзе λg — даўжыня хвалі накіраванай хвалі: У той жа час таўшчыня падкладкі не паўплывае на памер канструкцыі SIW, але паўплывае на страты ў структуры, таму варта ўлічваць перавагі падкладак вялікай таўшчыні з пункту гледжання нізкіх страт.

Пераўтварэнне мікрапалосных у SIW
Калі мікрапалоскавую структуру трэба падключыць да SIW, канічны мікрапалоскавы пераход з'яўляецца адным з асноўных пераважных метадаў пераходу, і канічны пераход звычайна забяспечвае шырокапалоснае супадзенне ў параўнанні з іншымі друкаванымі пераходамі. Добра распрацаваная пераходная структура мае вельмі нізкія адлюстраванні, а ўносныя страты ў асноўным выкліканыя дыэлектрычнымі і праваднікавымі стратамі. Выбар матэрыялаў падкладкі і правадніка ў асноўным вызначае страты пераходу. Паколькі таўшчыня падкладкі абмяжоўвае шырыню мікрапалоскавай лініі, параметры канічнага пераходу неабходна карэктаваць пры змене таўшчыні падкладкі. Іншы тып заземленага капланарнага хвалявода (GCPW) таксама шырока выкарыстоўваецца ў структурах ліній перадачы ў высокачастотных сістэмах. Бакавыя праваднікі блізка да прамежкавай лініі перадачы таксама служаць зямлёй. Рэгулюючы шырыню асноўнага фідэра і зазор да бакавой зямлі, можна атрымаць неабходны характарыстычны імпеданс.

Мікраслоскавая да SIW і ад GCPW да SIW

На малюнку ніжэй паказаны прыклад канструкцыі мікрапалоснай дроту для SIW. Выкарыстоўваецца асяроддзе Rogers3003, дыэлектрычная пранікальнасць складае 3,0, сапраўднае значэнне страт — 0,001, а таўшчыня — 0,127 мм. Шырыня фідэра на абодвух канцах складае 0,28 мм, што адпавядае шырыні фідэра антэны. Дыяметр скразнога адтуліны складае d=0,4 мм, а адлегласць паміж імі p=0,6 мм. Памер мадэлявання складае 50 мм*12 мм*0,127 мм. Агульныя страты ў паласе прапускання складаюць каля 1,5 дБ (якія можна яшчэ больш паменшыць, аптымізаваўшы адлегласць паміж шырокімі бакамі).