Novaĵoj - Energikonverto en radarantenoj

En mikroondaj cirkvitoj aŭ sistemoj, la tuta cirkvito aŭ sistemo ofte konsistas el multaj bazaj mikroondaj aparatoj kiel filtriloj, kupliloj, potencodividiloj, ktp. Oni esperas, ke per ĉi tiuj aparatoj eblas efike transdoni signalan potencon de unu punkto al alia kun minimuma perdo;

En la tuta veturila radarsistemo, energikonverto ĉefe implikas la translokigon de energio de la ĉipo al la nutrilo sur la PCB-plato, la translokigon de la nutrilo al la antenkorpo, kaj la efikan radiadon de energio fare de la anteno. En la tuta energitransiga procezo, grava parto estas la dezajno de la konvertilo. La konvertiloj en milimetraj ondaj sistemoj ĉefe inkluzivas konverton de mikrostrio al substrato-integra ondgvidilo (SIW), konverton de mikrostrio al ondgvidilo, konverton de SIW al ondgvidilo, konverton de koaksiala al ondgvidilo, konverton de ondgvidilo al ondgvidilo kaj malsamajn tipojn de ondgvidila konverto. Ĉi tiu numero temigos la dezajnon de mikrobanda SIW-konverto.

Malsamaj specoj de transportstrukturoj

Mikrostrioestas unu el la plej vaste uzataj gvidstrukturoj ĉe relative malaltaj mikroondaj frekvencoj. Ĝiaj ĉefaj avantaĝoj estas simpla strukturo, malalta kosto kaj alta integriĝo kun surfacmuntaj komponantoj. Tipa mikrostria linio estas formita uzante konduktilojn sur unu flanko de dielektrika tavolsubstrato, formante ununuran terplanon sur la alia flanko, kun aero super ĝi. La supra konduktilo estas baze konduktiva materialo (kutime kupro) formita en mallarĝan draton. Liniolarĝo, dikeco, relativa permitiveco kaj dielektrika perdotangento de la substrato estas gravaj parametroj. Plie, la dikeco de la konduktilo (t.e., metaliga dikeco) kaj la konduktiveco de la konduktilo ankaŭ estas kritikaj ĉe pli altaj frekvencoj. Zorge konsiderante ĉi tiujn parametrojn kaj uzante mikrostriajn liniojn kiel la bazan unuon por aliaj aparatoj, multaj presitaj mikroondaj aparatoj kaj komponantoj povas esti dizajnitaj, kiel filtriloj, kupliloj, potencodividiloj/kombiniloj, miksiloj, ktp. Tamen, kiam frekvenco pliiĝas (dum transiro al relative altaj mikroondaj frekvencoj), transmisiaj perdoj pliiĝas kaj radiado okazas. Tial, kavaj tubaj ondgvidiloj kiel rektangulaj ondgvidiloj estas preferataj pro pli malgrandaj perdoj ĉe pli altaj frekvencoj (neniu radiado). La interno de la ondgvidilo estas kutime aero. Sed se dezirite, ĝi povas esti plenigita per dielektrika materialo, donante al ĝi pli malgrandan sekcon ol gasplena ondgvidilo. Tamen, kavaj tubaj ondgvidiloj ofte estas volumenaj, povas esti pezaj precipe ĉe pli malaltaj frekvencoj, postulas pli altajn fabrikadajn postulojn kaj estas multekostaj, kaj ne povas esti integritaj kun ebenaj presitaj strukturoj.

PRODUKTOJ DE ANTENOJ DE MIKROSTRIPOJ DE RFMISO:

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22, 4.25-4.35GHz

La alia estas hibrida gvidstrukturo inter mikrostripa strukturo kaj ondgvidilo, nomata substrata integra ondgvidilo (SIW). SIW estas integra ondgvidil-simila strukturo fabrikita sur dielektrika materialo, kun konduktiloj supre kaj sube kaj linia aro de du metalaj truoj formantaj la flankmurojn. Kompare kun mikrostripaj kaj ondgvidilaj strukturoj, SIW estas kostefika, havas relative facilan fabrikadan procezon, kaj povas esti integrita kun ebenaj aparatoj. Krome, la rendimento ĉe altaj frekvencoj estas pli bona ol tiu de mikrostripaj strukturoj kaj havas ondgvidilajn dispersajn ecojn. Kiel montrite en Figuro 1;

SIW-dezajnaj gvidlinioj

Substrataj integraj ondgvidiloj (SIW-oj) estas integraj ondgvidil-similaj strukturoj fabrikitaj per uzado de du vicoj de metalaj truoj enigitaj en dielektriko, konektante du paralelajn metalajn platojn. Vicoj de metalaj tratruoj formas la flankajn murojn. Ĉi tiu strukturo havas la karakterizaĵojn de mikrostriaj linioj kaj ondgvidiloj. La fabrikada procezo ankaŭ similas al aliaj presitaj plataj strukturoj. Tipa SIW-geometrio estas montrita en Figuro 2.1, kie ĝia larĝo (t.e., la apartigo inter truoj en la laterala direkto (as)), la diametro de la truoj (d) kaj la paŝolongo (p) estas uzataj por desegni la SIW-strukturon. La plej gravaj geometriaj parametroj (montritaj en Figuro 2.1) estos klarigitaj en la sekva sekcio. Notu, ke la domina reĝimo estas TE10, same kiel la rektangula ondgvidilo. La rilato inter la fortranĉa frekvenco fc de aerplenaj ondgvidiloj (AFWG) kaj dielektrik-plenaj ondgvidiloj (DFWG) kaj dimensioj a kaj b estas la unua punkto de SIW-dezajno. Por aerplenaj ondgvidiloj, la fortranĉa frekvenco estas kiel montrite en la formulo sube.

Baza strukturo kaj kalkulformulo de SIW[1]

kie c estas la lumrapideco en libera spaco, m kaj n estas la modoj, a estas la pli longa ondogvidilo, kaj b estas la pli mallonga ondogvidilo. Kiam la ondogvidilo funkcias en TE10-reĝimo, ĝi povas esti simpligita al fc=c/2a; kiam la ondogvidilo estas plenigita per dielektriko, la larĝa flanko a estas kalkulata per ad=a/Sqrt(εr), kie εr estas la dielektrika konstanto de la medio; por ke SIW funkciu en TE10-reĝimo, la interspaco inter tratruoj p, diametro d kaj larĝa flanko as devas kontentigi la formulon supre dekstre de la suba figuro, kaj ekzistas ankaŭ empiriaj formuloj de d<λg kaj p<2d [2];

kie λg estas la ondolongo de la gvidita ondo: Samtempe, la dikeco de la substrato ne influos la dezajnon de la SIW-grandeco, sed ĝi influos la perdon de la strukturo, do la avantaĝoj de malalta perdo de alt-dikaj substratoj devus esti konsiderataj.

Mikrostrio al SIW-konverto
Kiam mikrostria strukturo bezonas esti konektita al SIW (Single-Wire), la konusforma mikrostria transiro estas unu el la ĉefaj preferataj transiraj metodoj, kaj la konusforma transiro kutime provizas larĝbendan kongruon kompare kun aliaj presitaj transiroj. Bone dizajnita transira strukturo havas tre malaltajn reflektojn, kaj enmetperdo estas ĉefe kaŭzita de dielektrikaj kaj konduktilaj perdoj. La elekto de substrato kaj konduktilaj materialoj ĉefe determinas la perdon de la transiro. Ĉar la dikeco de la substrato malhelpas la larĝon de la mikrostria linio, la parametroj de la konusforma transiro devus esti alĝustigitaj kiam la dikeco de la substrato ŝanĝiĝas. Alia tipo de terkonektita koplanara ondgvidilo (GCPW) estas ankaŭ vaste uzata transmislinia strukturo en altfrekvencaj sistemoj. La flankaj konduktiloj proksimaj al la meza transmislinio ankaŭ servas kiel tero. Alĝustigante la larĝon de la ĉefa nutrilo kaj la interspacon al la flanka tero, la bezonata karakteriza impedanco povas esti atingita.

Mikrostrio al SIW kaj GCPW al SIW

La suba figuro estas ekzemplo de la dezajno de mikrostrio al SIW. La uzata medio estas Rogers3003, la dielektrika konstanto estas 3.0, la vera perdvaloro estas 0.001, kaj la dikeco estas 0.127mm. La larĝo de la nutrilo ĉe ambaŭ finoj estas 0.28mm, kio kongruas kun la larĝo de la antennutrilo. La diametro de la tratruo estas d=0.4mm, kaj la interspaco p=0.6mm. La simula grandeco estas 50mm*12mm*0.127mm. La totala perdo en la pasanta bendo estas ĉirkaŭ 1.5dB (kiu povas esti plue reduktita per optimumigo de la interspaco je larĝaj flankoj).