Kiel atingi impedancan akordigon de ondgvidiloj? El la transmisilinia teorio en mikrostripa antena teorio, ni scias, ke taŭgaj seriaj aŭ paralelaj transmisilinioj povas esti elektitaj por atingi impedancan akordigon inter transmisilinioj aŭ inter transmisilinioj kaj ŝarĝoj por atingi maksimuman potenctransdonon kaj minimuman reflektan perdon. La sama principo de impedanca akordigo en mikrostripaj linioj validas por impedanca akordigo en ondgvidiloj. Reflektoj en ondgvidilaj sistemoj povas konduki al impedancaj misagordoj. Kiam okazas impedanca difektiĝo, la solvo estas la sama kiel por transmisilinioj, tio estas, ŝanĝi la bezonatan valoron. La kunigita impedanco estas metita je antaŭkalkulitaj punktoj en la ondgvidilo por superi la misagordon, tiel eliminante la efikojn de reflektoj. Dum transmisilinioj uzas kunigitajn impedancojn aŭ stumpojn, ondgvidiloj uzas metalajn blokojn de diversaj formoj.
figuro 1: Ondgvidilaj irisoj kaj ekvivalenta cirkvito, (a) Kapacita; (b) Indukta; (c) Resonanca.
Figuro 1 montras la diversajn specojn de impedanca akordigo, prenante iun ajn el la montritaj formoj kaj povas esti kapacita, indukta aŭ resonanca. La matematika analizo estas kompleksa, sed la fizika klarigo ne estas. Konsiderante la unuan kapacitan metalan strion en la figuro, oni povas vidi, ke la potencialo, kiu ekzistis inter la supra kaj malsupra muroj de la ondgvidilo (en la domina reĝimo), nun ekzistas inter la du metalaj surfacoj pli proksime, do la kapacitanco estas La punkto pliiĝas. Kontraste, la metala bloko en Figuro 1b permesas al kurento flui kie ĝi antaŭe ne fluis. Estos kurentofluo en la antaŭe plibonigita elektra kampa ebeno pro la aldono de la metala bloko. Tial, energiakumulado okazas en la magneta kampo kaj la induktanco ĉe tiu punkto de la ondgvidilo pliiĝas. Krome, se la formo kaj pozicio de la metala ringo en Figuro c estas racie dizajnitaj, la enkondukita indukta reaktanco kaj kapacita reaktanco estos egalaj, kaj la aperturo estos paralela resonanca. Ĉi tio signifas, ke la impedanca akordigo kaj agordo de la ĉefa reĝimo estas tre bonaj, kaj la ŝuntada efiko de ĉi tiu reĝimo estos nekonsiderinda. Tamen, aliaj reĝimoj aŭ frekvencoj estos malfortigitaj, do la resonanca metalringo funkcias kiel kaj bendpasa filtrilo kaj reĝimfiltrilo.
figuro 2: (a) ondgvidilaj fostoj; (b) du-ŝraŭba kongruigilo
Alia maniero agordi estas montrita supre, kie cilindra metala stango etendiĝas de unu el la larĝaj flankoj en la ondgvidilon, havante la saman efikon kiel metala strio rilate al provizado de buligita reaktanco ĉe tiu punkto. La metala stango povas esti kapacita aŭ indukta, depende de kiom malproksimen ĝi etendiĝas en la ondgvidilon. Esence, ĉi tiu akordigmetodo estas, ke kiam tia metala kolono etendiĝas iomete en la ondgvidilon, ĝi provizas kapacitan susceptancon ĉe tiu punkto, kaj la kapacita susceptanco pliiĝas ĝis la penetro estas ĉirkaŭ kvarono de ondolongo. Ĉe tiu punkto, seria resonanco okazas. Plia penetro de la metala stango rezultas en indukta susceptanco, kiu malpliiĝas kiam la enmeto fariĝas pli kompleta. La resonanca intenseco ĉe la mezpunkta instalaĵo estas inverse proporcia al la diametro de la kolono kaj povas esti uzata kiel filtrilo, tamen, en ĉi tiu kazo ĝi estas uzata kiel bendhaltiga filtrilo por transdoni pli altaj ordajn modojn. Kompare kun pliigo de la impedanco de metalaj strioj, grava avantaĝo de uzado de metalaj stango estas, ke ili estas facile agordeblaj. Ekzemple, du ŝraŭboj povas esti uzataj kiel agordiloj por atingi efikan ondgvidilan akordigon.
Rezistaj ŝarĝoj kaj atenuiloj:
Kiel ajna alia transmisisistemo, ondgvidiloj foje postulas perfektan impedancan akordigon kaj agorditajn ŝarĝojn por plene absorbi alvenantajn ondojn sen reflekto kaj esti frekvencnesentemaj. Unu apliko por tiaj terminaloj estas fari diversajn potencmezuradojn sur la sistemo sen efektive radii iun ajn potencon.
figuro 3 ondgvidila rezistancoŝarĝo (a) unuopa konusiĝo (b) duobla konusiĝo
La plej ofta rezista finaĵo estas sekcio de perda dielektriko instalita ĉe la fino de la ondgvidilo kaj konusforma (kun la pinto direktita al la alvenanta ondo) por ne kaŭzi reflektojn. Ĉi tiu perda medio povas okupi la tutan larĝon de la ondgvidilo, aŭ ĝi povas okupi nur la centron de la fino de la ondgvidilo, kiel montrite en Figuro 3. La konusforma povas esti unu- aŭ duobla konusforma kaj tipe havas longon de λp/2, kun totala longo de proksimume du ondolongoj. Kutime farita el dielektrikaj platoj kiel vitro, kovritaj per karbona filmo aŭ akvovitro ekstere. Por alt-potencaj aplikoj, tiaj terminaloj povas havi varmoradiatorojn aldonitajn al la ekstero de la ondgvidilo, kaj la potenco liverita al la terminalo povas esti disipita tra la varmoradiatoro aŭ per malvolaera malvarmigo.
figuro 4 Movebla flankmalfortigilo
Dielektrikaj atenuiloj povas esti forpreneblaj kiel montrite en Figuro 4. Metitaj en la mezon de la ondgvidilo, ili povas esti movitaj laterale de la centro de la ondgvidilo, kie ili provizos la plej grandan atenuiĝon, al la randoj, kie la atenuiĝo estas multe reduktita ĉar la elektra kampa forto de la domina reĝimo estas multe pli malalta.
Malfortiĝo en ondgvidilo:
La energia malfortiĝo de ondgvidiloj ĉefe inkluzivas la jenajn aspektojn:
1. Reflektoj de internaj ondgvidistaj malkontinuecoj aŭ misalignitaj ondgvidistaj sekcioj
2. Perdoj kaŭzitaj de kurento fluanta en ondgvidilaj muroj
3. Dielektrikaj perdoj en plenaj ondgvidiloj
La lastaj du similas al la respondaj perdoj en koaksialaj linioj kaj ambaŭ estas relative malgrandaj. Ĉi tiu perdo dependas de la mura materialo kaj ĝia krudeco, la uzata dielektriko kaj la frekvenco (pro la haŭtefiko). Por latuna tubo, la intervalo estas de 4 dB/100m je 5 GHz ĝis 12 dB/100m je 10 GHz, sed por aluminia tubo, la intervalo estas pli malalta. Por arĝent-kovritaj ondgvidiloj, perdoj estas tipe 8dB/100m je 35 GHz, 30dB/100m je 70 GHz, kaj proksimaj al 500 dB/100m je 200 GHz. Por redukti perdojn, precipe ĉe la plej altaj frekvencoj, ondgvidiloj estas foje tegitaj (interne) per oro aŭ plateno.
Kiel jam notite, la ondgvidilo funkcias kiel alt-pasa filtrilo. Kvankam la ondgvidilo mem estas preskaŭ senperda, frekvencoj sub la tranĉfrekvenco estas grave malfortigitaj. Ĉi tiu malfortiĝo ŝuldiĝas al reflekto ĉe la enirejo de la ondgvidilo prefere ol al disvastiĝo.
Ondgvidila kuplado:
Ondgvidila kuplado kutime okazas tra flanĝoj kiam ondgvidilaj pecoj aŭ komponantoj estas kunigitaj. La funkcio de ĉi tiu flanĝo estas certigi glatan mekanikan konekton kaj taŭgajn elektrajn ecojn, precipe malaltan eksteran radiadon kaj malaltan internan reflekton.
Flanĝo:
Ondgvidilaj flanĝoj estas vaste uzataj en mikroondaj komunikadoj, radarsistemoj, satelitaj komunikadoj, antensistemoj kaj laboratoria ekipaĵo en scienca esplorado. Ili estas uzataj por konekti malsamajn ondgvidilajn sekciojn, certigi, ke elfluado kaj interfero estas preventataj, kaj konservi precizan vicigon de la ondgvidilo por certigi altan fidindan dissendon kaj precizan poziciigon de frekvencaj elektromagnetaj ondoj. Tipa ondgvidilo havas flanĝon ĉe ĉiu fino, kiel montrite en Figuro 5.
figuro 5 (a) simpla flanĝo; (b) flanĝa kuplado.
Ĉe pli malaltaj frekvencoj la flanĝo estos lutumita aŭ veldita al la ondgvidilo, dum ĉe pli altaj frekvencoj oni uzas pli platan kaj platan flanĝon. Kiam du partoj estas kunigitaj, la flanĝoj estas boltitaj kune, sed la finoj devas esti finitaj glate por eviti malkontinuecojn en la konekto. Estas evidente pli facile ĝuste vicigi la komponantojn per iuj alĝustigoj, do pli malgrandaj ondgvidiloj foje estas ekipitaj per surfadenitaj flanĝoj, kiuj povas esti ŝraŭbitaj kune per ringoŝraŭbo. Dum la frekvenco pliiĝas, la grandeco de la ondgvidila kuplado nature malpliiĝas, kaj la kuplada malkontinueco fariĝas pli granda proporcie al la signala ondolongo kaj la grandeco de la ondgvidilo. Tial, malkontinuecoj ĉe pli altaj frekvencoj fariĝas pli problemaj.
figuro 6 (a) Sekco de ĉokilkuplado; (b) fina vido de ĉokilflanĝo
Por solvi ĉi tiun problemon, oni povas lasi malgrandan interspacon inter la ondgvidiloj, kiel montrite en Figuro 6. Ĉokola kuplado konsistanta el ordinara flanĝo kaj ĉokola flanĝo konektitaj kune. Por kompensi eblajn malkontinuecojn, cirkla ĉokola ringo kun L-forma sekco estas uzata en la ĉokola flanĝo por atingi pli striktan konekton. Male al ordinaraj flanĝoj, ĉokolaj flanĝoj estas frekvencsentemaj, sed optimumigita dezajno povas certigi akcepteblan bendlarĝon (eble 10% de la centra frekvenco) super kiu la SWR ne superas 1.05.
Afiŝtempo: 15-a de januaro 2024
