Mikrobangų grandinėse ar sistemose visa grandinė ar sistema dažnai sudaryta iš daugelio pagrindinių mikrobangų įtaisų, tokių kaip filtrai, jungtys, galios dalikliai ir kt. Tikimasi, kad per šiuos įtaisus bus galima efektyviai perduoti signalo galią iš vieno taško į kitą su minimaliais nuostoliais;
Visoje transporto priemonės radarų sistemoje energijos konversija daugiausia apima energijos perdavimą iš lusto į tiektuvą, esantį spausdintinės plokštės plokštėje, tiektuvo perdavimą į antenos korpusą ir efektyvų energijos spinduliavimą antenos. Visame energijos perdavimo procese svarbi keitiklio konstrukcija yra keitiklio konstrukcija. Milimetrinių bangų sistemų keitikliai daugiausia apima mikrojuostinio į substratą integruoto bangolaidžio (SIW) konversiją, mikrojuostinio į bangolaidį konversiją, SIW į bangolaidį konversiją, bendraašio į bangolaidį konversiją, bangolaidžio į bangolaidį konversiją ir skirtingus bangolaidžio konversijos tipus. Šiame numeryje daugiausia dėmesio bus skiriama mikrojuostinio SIW konversijos projektavimui.
Skirtingi transporto konstrukcijų tipai
Mikrojuostelėyra viena iš plačiausiai naudojamų kreipiančiųjų struktūrų esant santykinai žemiems mikrobangų dažniams. Pagrindiniai jos privalumai yra paprasta konstrukcija, maža kaina ir didelė integracija su paviršinio montavimo komponentais. Tipinė mikrobangų juostelės linija suformuojama naudojant laidininkus vienoje dielektrinio sluoksnio pagrindo pusėje, o kitoje pusėje suformuojant vieną įžeminimo plokštumą, o virš jos – orą. Viršutinis laidininkas iš esmės yra laidži medžiaga (dažniausiai varis), suformuota į siaurą laidą. Svarbūs parametrai yra linijos plotis, storis, santykinis laidumas ir pagrindo dielektrinių nuostolių tangentas. Be to, laidininko storis (t. y. metalizacijos storis) ir laidininko laidumas taip pat yra labai svarbūs esant aukštesniems dažniams. Atidžiai atsižvelgiant į šiuos parametrus ir naudojant mikrobangų juostelių linijas kaip pagrindinį kitų įrenginių vienetą, galima suprojektuoti daug spausdintų mikrobangų įrenginių ir komponentų, tokių kaip filtrai, jungtuvai, galios dalikliai/jungikliai, maišytuvai ir kt. Tačiau didėjant dažniui (pereinant prie santykinai aukštų mikrobangų dažnių), didėja perdavimo nuostoliai ir atsiranda spinduliuotė. Todėl dėl mažesnių nuostolių esant aukštesniems dažniams (nėra spinduliuotės) pirmenybė teikiama tuščiaviduriams vamzdiniams bangolaidžiams, tokiems kaip stačiakampiai bangolaidžiai. Bangolaidžio vidus paprastai yra oras. Tačiau, jei pageidaujama, jį galima užpildyti dielektrine medžiaga, todėl jo skerspjūvis yra mažesnis nei dujomis užpildyto bangolaidžio. Tačiau tuščiaviduriai vamzdiniai bangolaidžiai dažnai yra didelių gabaritų, gali būti sunkūs, ypač esant žemesniems dažniams, jiems keliami didesni gamybos reikalavimai, jie yra brangūs ir negali būti integruojami su plokštuminėmis spausdintomis struktūromis.
RFMISO mikrojuostelių antenų gaminiai:
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22, 4,25–4,35 GHz
Kita yra hibridinė kreipiamoji struktūra tarp mikrojuostelės struktūros ir bangolaidžio, vadinama substrato integruotu bangolaidžiu (SIW). SIW yra integruota bangolaidžio tipo struktūra, pagaminta iš dielektrinės medžiagos, su laidininkais viršuje ir apačioje bei linijiniu dviejų metalinių kiaurymių išdėstymu, sudarančiu šonines sieneles. Palyginti su mikrojuostelės ir bangolaidžio struktūromis, SIW yra ekonomiškas, pasižymi gana paprastu gamybos procesu ir gali būti integruojamas su plokštuminiais įtaisais. Be to, našumas aukštais dažniais yra geresnis nei mikrojuostelės struktūrų ir pasižymi bangolaidžio dispersijos savybėmis. Kaip parodyta 1 paveiksle;
SIW projektavimo gairės
Substratiniai integruoti bangolaidžiai (SIW) yra integruotos bangolaidžio tipo struktūros, pagamintos naudojant dvi metalinių kiaurymių eiles, įterptas į dielektriką, jungiantį dvi lygiagrečias metalines plokštes. Metalinių kiaurymių eilės sudaro šonines sieneles. Ši struktūra turi mikrobangų juostelių linijų ir bangolaidžių savybes. Gamybos procesas taip pat panašus į kitas spausdintas plokščias struktūras. Tipinė SIW geometrija parodyta 2.1 paveiksle, kur jos plotis (t. y. atstumas tarp kiaurymių šonine kryptimi (as)), kiaurymių skersmuo (d) ir žingsnio ilgis (p) naudojami SIW struktūrai projektuoti. Svarbiausi geometriniai parametrai (parodyta 2.1 paveiksle) bus paaiškinti kitame skyriuje. Atkreipkite dėmesį, kad dominuojanti moda yra TE10, kaip ir stačiakampio bangolaidžio. Pirmasis SIW projektavimo taškas yra oru užpildytų bangolaidžių (AFWG) ir dielektriku užpildytų bangolaidžių (DFWG) ribinio dažnio fc ir matmenų a bei b santykis. Oru užpildytų bangolaidžių ribinis dažnis yra toks, kaip parodyta toliau pateiktoje formulėje.
SIW pagrindinė struktūra ir skaičiavimo formulė[1]
kur c yra šviesos greitis laisvoje erdvėje, m ir n yra modos, a yra ilgesnio bangolaidžio dydis, o b yra trumpesnio bangolaidžio dydis. Kai bangolaidis veikia TE10 režimu, jį galima supaprastinti iki fc=c/2a; kai bangolaidis užpildytas dielektriku, plačiosios kraštinės ilgis a apskaičiuojamas pagal ad=a/Sqrt(εr), kur εr yra terpės dielektrinė konstanta; kad SIW veiktų TE10 režimu, skylių atstumas p, skersmuo d ir plačioji kraštinė as turi atitikti formulę, pateiktą paveikslėlio viršuje dešinėje, taip pat yra empirinės formulės d<λg ir p<2d [2];
kur λg yra nukreiptos bangos bangos ilgis: Tuo pačiu metu substrato storis neturės įtakos SIW dydžio konstrukcijai, tačiau jis turės įtakos struktūros nuostoliams, todėl reikėtų atsižvelgti į didelio storio substratų mažų nuostolių pranašumus.
Mikrojuostos konvertavimas į SIW
Kai mikrobangų juostos struktūrą reikia prijungti prie SIW, kūginis mikrobangų juostos perėjimas yra vienas iš pagrindinių pageidaujamų perėjimo metodų, o kūginis perėjimas paprastai užtikrina plačiajuostį atitikimą, palyginti su kitais spausdintais perėjimais. Gerai suprojektuota perėjimo struktūra turi labai mažus atspindžius, o įterpties nuostolius daugiausia lemia dielektriniai ir laidininko nuostoliai. Pagrindo ir laidininko medžiagų parinkimas daugiausia lemia perėjimo nuostolius. Kadangi padėklo storis riboja mikrobangų juostos linijos plotį, kūginio perėjimo parametrus reikėtų koreguoti, kai keičiasi padėklo storis. Kitas įžeminto koplanarinio bangolaidžio (GCPW) tipas taip pat yra plačiai naudojama perdavimo linijos struktūra aukšto dažnio sistemose. Šoniniai laidininkai, esantys arti tarpinės perdavimo linijos, taip pat atlieka įžeminimo funkciją. Reguliuojant pagrindinio tiektuvo plotį ir tarpą iki šoninio įžeminimo, galima gauti reikiamą būdingąją varžą.
Mikrojuostelė į SIW ir GCPW į SIW
Žemiau pateiktame paveikslėlyje pateiktas mikrojuostelės į SIW konstrukcijos 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, kuris atitinka antenos tiektuvo plotį. Kiaurymių skersmuo yra d = 0,4 mm, o atstumas tarp jų – p = 0,6 mm. Modeliavimo dydis yra 50 mm * 12 mm * 0,127 mm. Bendri nuostoliai pralaidumo juostoje yra apie 1,5 dB (kuriuos galima dar labiau sumažinti optimizuojant plačiakampius atstumus).
SIW struktūra ir jos S parametrai
Elektrinio lauko pasiskirstymas @ 79 GHz
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 18 d.
