Naujienos – Energijos konvertavimas radaro antenose

Mikrobangų grandinėse ar sistemose visa grandinė arba sistema dažnai susideda iš daugelio pagrindinių mikrobangų įrenginių, tokių kaip filtrai, jungtys, galios skirstytuvai ir kt. Tikimasi, kad per šiuos įrenginius bus galima efektyviai perduoti signalo galią iš vieno taško į kitas su minimaliais nuostoliais;

Visoje transporto priemonės radarų sistemoje energijos konversija daugiausia apima energijos perdavimą iš lusto į tiektuvą PCB plokštėje, tiektuvo perkėlimą į antenos korpusą ir efektyvų antenos energijos spinduliavimą. Visame energijos perdavimo procese svarbi dalis yra keitiklio konstrukcija. Milimetrinių bangų sistemų keitikliai daugiausia apima mikrojuostos į substratą integruotą bangolaidį (SIW), mikrojuostos konvertavimą į bangolaidį, SIW konvertavimą į bangolaidį, koaksialinį konvertavimą į bangolaidį, bangolaidžio konvertavimą į bangolaidį ir įvairius bangolaidžio konvertavimo tipus. Šiame numeryje pagrindinis dėmesys bus skiriamas mikroband SIW konversijos dizainui.

Įvairių tipų transporto konstrukcijos

Mikrojuostelėyra viena iš plačiausiai naudojamų kreipiamųjų konstrukcijų esant santykinai žemiems mikrobangų dažniams. Pagrindiniai jo pranašumai yra paprasta konstrukcija, maža kaina ir didelė integracija su paviršinio montavimo komponentais. Tipiška mikrojuostos linija formuojama naudojant laidininkus vienoje dielektrinio sluoksnio pagrindo pusėje, iš kitos pusės sudarant vieną įžeminimo plokštumą, virš jos esantį orą. Viršutinis laidininkas iš esmės yra laidžioji medžiaga (dažniausiai varis), suformuota į siaurą laidą. Linijos plotis, storis, santykinis pralaidumas ir pagrindo dielektrinių nuostolių tangentas yra svarbūs parametrai. Be to, laido storis (ty metalizacijos storis) ir laidininko laidumas taip pat yra labai svarbūs esant aukštesniems dažniams. Atidžiai įvertinus šiuos parametrus ir naudojant mikrojuostos linijas kaip pagrindinį kitų įrenginių įrenginį, galima suprojektuoti daug spausdintų mikrobangų įrenginių ir komponentų, tokių kaip filtrai, jungtys, galios dalikliai/kombinatoriai, maišytuvai ir tt Tačiau didėjant dažniui (perėjus į santykinai aukšti mikrobangų dažniai) didėja perdavimo nuostoliai ir atsiranda spinduliuotė. Todėl pirmenybė teikiama tuščiaviduriams vamzdiniams bangolaidžiams, tokiems kaip stačiakampiai bangolaidžiai, nes didesniems dažniams būdingi mažesni nuostoliai (be spinduliavimo). Bangolaidžio vidus dažniausiai yra oras. Bet jei pageidaujama, jis gali būti užpildytas dielektrine medžiaga, suteikiant mažesnį skerspjūvį nei dujomis užpildytas bangolaidis. Tačiau tuščiavidurių vamzdžių bangolaidžiai dažnai yra didelių gabaritų, gali būti sunkūs, ypač esant žemesniems dažniams, reikalauja didesnių gamybos reikalavimų, yra brangūs ir negali būti integruoti su plokščiomis spausdintomis konstrukcijomis.

RFMISO MICROSTRIP ANTENOS PRODUKTAI:

RM-MA25527-22,25,5-27GHz

RM-MA425435-22,4,25-4,35 GHz

Kita yra hibridinė nukreipimo struktūra tarp mikrojuostos struktūros ir bangolaidžio, vadinama substrato integruotu bangolaidžiu (SIW). SIW yra integruota bangolaidį primenanti konstrukcija, pagaminta iš dielektrinės medžiagos, su laidininkais viršuje ir apačioje, o šonines sieneles sudaro linijinis dviejų metalinių angų masyvas. Palyginti su mikrojuostos ir bangolaidžio struktūromis, SIW yra ekonomiškas, jo gamybos procesas yra gana paprastas ir gali būti integruotas su plokštumais. Be to, aukštų dažnių veikimas yra geresnis nei mikrojuostelių struktūrų ir pasižymi bangolaidžio sklaidos savybėmis. Kaip parodyta 1 paveiksle;

SIW projektavimo gairės

Substrato integruoti bangolaidžiai (SIW) yra integruotos į bangolaidžius panašios konstrukcijos, pagamintos naudojant dvi eiles metalinių angų, įterptų į dielektriką, jungiantį dvi lygiagrečias metalines plokštes. Metalo eilės per skylutes sudaro šonines sienas. Ši struktūra turi mikrojuostelių linijų ir bangolaidžių charakteristikas. Gamybos procesas taip pat panašus į kitų spausdintų plokščių konstrukcijų. Tipiška SIW geometrija parodyta 2.1 paveiksle, kur jos plotis (ty atstumas tarp angų šonine kryptimi (as)), angų skersmuo (d) ir žingsnio ilgis (p) naudojami SIW struktūrai projektuoti. Svarbiausi geometriniai parametrai (parodyta 2.1 pav.) bus paaiškinti kitame skyriuje. Atkreipkite dėmesį, kad dominuojantis režimas yra TE10, kaip ir stačiakampis bangolaidis. Ryšys tarp oru užpildytų bangolaidžių (AFWG) ir dielektriku užpildytų bangolaidžių (DFWG) ribinio dažnio fc ir matmenų a ir b yra pirmasis SIW projektavimo taškas. Oru užpildytų bangolaidžių ribinis dažnis yra toks, kaip parodyta toliau pateiktoje formulėje

SIW pagrindinė struktūra ir skaičiavimo formulė[1]

kur c – šviesos greitis laisvoje erdvėje, m ir n – režimai, a – ilgesnis bangolaidžio dydis, o b – trumpesnis bangolaidžio dydis. Kai bangolaidis veikia TE10 režimu, jį galima supaprastinti iki fc=c/2a; kai bangolaidis užpildytas dielektriku, plačiajuosčio krašto ilgis a apskaičiuojamas pagal ad=a/Sqrt(εr), kur εr yra terpės dielektrinė konstanta; Kad SIW veiktų TE10 režimu, tarpai tarp kiaurymių p, skersmuo d ir plati pusė turi atitikti žemiau esančio paveikslo viršutiniame dešiniajame kampe pateiktą formulę, taip pat yra empirinės formulės d<λg ir p<2d [ 2];

kur λg yra valdomos bangos ilgis: tuo pačiu metu pagrindo storis neturės įtakos SIW dydžio dizainui, tačiau turės įtakos konstrukcijos praradimui, todėl reikėtų atsižvelgti į didelio storio substratų mažo nuostolio pranašumus. .

Mikrojuostos konvertavimas į SIW
Kai mikrojuostos struktūrą reikia prijungti prie SIW, kūginis mikrojuostos perėjimas yra vienas iš pagrindinių pageidaujamų perėjimo būdų, o kūginis perėjimas paprastai užtikrina plačiajuosčio ryšio atitiktį, palyginti su kitais spausdintais perėjimais. Gerai suprojektuota perėjimo struktūra turi labai mažus atspindžius, o įterpimo nuostolius pirmiausia sukelia dielektriniai ir laidininkų nuostoliai. Pagrindo ir laidininkų medžiagų pasirinkimas daugiausia lemia perėjimo praradimą. Kadangi pagrindo storis trukdo mikrojuostos linijos pločiui, pasikeitus pagrindo storiui, smailėjančio perėjimo parametrus reikėtų koreguoti. Kitas įžeminto koplanarinio bangolaidžio (GCPW) tipas taip pat yra plačiai naudojama perdavimo linijų struktūra aukšto dažnio sistemose. Šoniniai laidininkai, esantys šalia tarpinės perdavimo linijos, taip pat tarnauja kaip įžeminimas. Reguliuojant pagrindinio tiektuvo plotį ir tarpą prie šoninio įžeminimo, galima gauti reikiamą charakteringą varžą.

Mikrojuostelė į SIW ir GCPW į SIW

Žemiau pateiktame paveikslėlyje yra SIW mikrojuostos dizaino pavyzdys. Naudojama terpė yra Rogers3003, dielektrinė konstanta yra 3,0, tikroji nuostolių vertė yra 0,001, o storis - 0,127 mm. Tiektuvo plotis abiejuose galuose yra 0,28 mm, o tai atitinka antenos tiektuvo plotį. Angos skersmuo yra d = 0,4 mm, o atstumas p = 0,6 mm. Modeliavimo dydis yra 50 mm * 12 mm * 0,127 mm. Bendras pralaidumo juostos nuostolis yra apie 1,5 dB (kuris gali būti dar sumažintas optimizuojant plačius tarpus).