Mikrolaineahelates või -süsteemides koosneb kogu vooluring või süsteem sageli paljudest põhilistest mikrolaineseadmetest, nagu filtrid, sidurid, võimsusjaoturid jne. Loodetakse, et nende seadmete kaudu on võimalik signaali võimsust ühest punktist teise tõhusalt edastada minimaalse kaduga;
Kogu sõiduki radarisüsteemis hõlmab energia muundamine peamiselt energia ülekandmist kiibist trükkplaadil olevale sööturile, sööturi ülekandmist antenni korpusele ja energia efektiivset kiirgamist antenni poolt. Kogu energiaülekande protsessis on oluline osa konverteri konstruktsioonil. Millimeetrilainesüsteemide muundurid hõlmavad peamiselt mikroriba-substraadi integreeritud lainejuhi (SIW) muundamist, mikroriba-lainejuhi muundamist, SIW-lainejuhi muundamist, koaksiaal-lainejuhi muundamist, lainejuhi-lainejuhi muundamist ja erinevat tüüpi lainejuhi muundamist. See väljaanne keskendub mikroriba SIW muundamise disainile.
Erinevat tüüpi transpordistruktuurid
Mikroribaon üks enimkasutatavaid juhtstruktuure suhteliselt madalatel mikrolainesagedustel. Selle peamised eelised on lihtne struktuur, madal hind ja hea integreeritavus pinnale kinnitatavate komponentidega. Tüüpiline mikroribaliin moodustatakse dielektrilise kihi aluspinna ühel küljel olevate juhtide abil, mis moodustavad teisel küljel ühe maandustasandi, mille kohal on õhk. Ülemine juht on põhimõtteliselt juhtiv materjal (tavaliselt vask), mis on vormitud kitsaks traadiks. Joone laius, paksus, suhteline läbilaskvus ja aluspinna dielektrilise kao tangens on olulised parameetrid. Lisaks on juhi paksus (st metalliseerimise paksus) ja juhi juhtivus kõrgematel sagedustel kriitilise tähtsusega. Neid parameetreid hoolikalt kaaludes ja mikroribaliine teiste seadmete põhiüksusena kasutades saab kujundada palju trükitud mikrolaineseadmeid ja -komponente, näiteks filtreid, sidureid, võimsusjagureid/kombinaatoreid, miksereid jne. Sageduse suurenedes (suhteliselt kõrgetele mikrolainesagedustele liikudes) suurenevad ülekandekaod ja tekib kiirgus. Seetõttu eelistatakse õõnestoru lainejuhte, näiteks ristkülikukujulisi lainejuhte, kuna need kaotavad kõrgematel sagedustel vähem (kiirgust ei esine). Lainejuhi sisemus on tavaliselt õhk. Kuid soovi korral saab seda täita dielektrilise materjaliga, mis annab sellele väiksema ristlõike kui gaasiga täidetud lainejuhil. Õõnestoru lainejuhid on aga sageli mahukad, võivad olla rasked, eriti madalamatel sagedustel, nõuavad suuremaid tootmisnõudeid ja on kallid ning neid ei saa integreerida tasapinnaliste trükitud struktuuridega.
RFMISO MIKROSTRIP-ANTENNI TOOTED:
RM-MA25527-22,25,5-27 GHz
RM-MA425435-22,4,25–4,35 GHz
Teine on hübriidne juhtimisstruktuur mikroribastruktuuri ja lainejuhi vahel, mida nimetatakse substraadiga integreeritud lainejuhiks (SIW). SIW on integreeritud lainejuhilaadne struktuur, mis on valmistatud dielektrilisest materjalist, mille ülemisel ja alumisel küljel on juhid ning külgseinad moodustavad lineaarse kahe metallvia massiivi. Võrreldes mikroriba- ja lainejuhtstruktuuridega on SIW kulutõhus, sellel on suhteliselt lihtne tootmisprotsess ja seda saab integreerida tasapinnaliste seadmetega. Lisaks on jõudlus kõrgetel sagedustel parem kui mikroribastruktuuridel ja sellel on lainejuhi hajumisomadused. Nagu on näidatud joonisel 1;
SIW-i disainijuhised
Substraadiga integreeritud lainejuhid (SIW-d) on integreeritud lainejuhilaadsed struktuurid, mis on valmistatud kahest metallist via-reast, mis on paigutatud dielektrikusse, ühendades kahte paralleelset metallplaati. Metallist läbivate aukude read moodustavad külgseinad. Sellel struktuuril on mikroribaliinide ja lainejuhtide omadused. Tootmisprotsess sarnaneb ka teiste trükitud lamedate struktuuridega. Tüüpiline SIW geomeetria on näidatud joonisel 2.1, kus selle laiust (st via-de vahelist kaugust külgsuunas (as)), via-de läbimõõtu (d) ja sammu pikkust (p) kasutatakse SIW struktuuri kujundamiseks. Kõige olulisemaid geomeetrilisi parameetreid (näidatud joonisel 2.1) selgitatakse järgmises osas. Pange tähele, et domineeriv moodiks on TE10, nagu ka ristkülikukujulisel lainejuhil. Õhuga täidetud lainejuhtide (AFWG) ja dielektrikuga täidetud lainejuhtide (DFWG) piirsageduse fc ning mõõtmete a ja b vaheline seos on SIW kujundamise esimene punkt. Õhuga täidetud lainejuhtide puhul on piirsagedus näidatud allolevas valemis.
SIW põhistruktuur ja arvutusvalem[1]
kus c on valguse kiirus vabas ruumis, m ja n on moodid, a on pikema lainejuhi suurus ja b on lühema lainejuhi suurus. Kui lainejuht töötab TE10 režiimis, saab seda lihtsustada fc=c/2a-ks; kui lainejuht on täidetud dielektrikuga, arvutatakse laia külje pikkus a valemiga ad=a/Sqrt(εr), kus εr on keskkonna dielektriline konstant; selleks, et SIW töötaks TE10 režiimis, peaksid läbiva ava vahekaugus p, läbimõõt d ja lai külg as vastama alloleva joonise paremas ülanurgas olevale valemile ning olemas on ka empiirilised valemid d<λg ja p<2d [2];
kus λg on suunatud laine lainepikkus: Samal ajal ei mõjuta aluspinna paksus SIW suuruse konstruktsiooni, kuid see mõjutab struktuuri kadusid, seega tuleks arvestada suure paksusega aluspindade väikese kadu eelistega.
Mikroriba SIW-ks teisendamine
Kui mikroriba struktuur on vaja ühendada SIW-ga, on kooniline mikroriba üleminek üks eelistatud üleminekumeetodeid ning kooniline üleminek pakub tavaliselt lairiba vastavust võrreldes teiste trükitud üleminekutega. Hästi disainitud üleminekustruktuuril on väga madalad peegeldused ning sisestamise kadu on peamiselt põhjustatud dielektrilistest ja juhi kadudest. Aluspinna ja juhi materjalide valik määrab peamiselt ülemineku kadu. Kuna aluspinna paksus piirab mikroriba joone laiust, tuleks koonilise ülemineku parameetreid aluspinna paksuse muutumisel reguleerida. Teist tüüpi maandatud koplanaarne lainejuht (GCPW) on samuti laialdaselt kasutatav ülekandeliini struktuur kõrgsagedussüsteemides. Vahepealse ülekandeliini lähedal asuvad külgjuhid toimivad ka maandusena. Põhitoite laiuse ja külgmaanduse vahe reguleerimisega saab saavutada vajaliku iseloomuliku impedantsi.
Mikroriba SIW-ks ja GCPW SIW-ks
Allolev joonis on näide mikroribast SIW-ks muutmise konstruktsioonist. Kasutatav keskkond on Rogers3003, dielektriline konstant on 3,0, tegelik kadu on 0,001 ja paksus on 0,127 mm. Fiidri laius mõlemas otsas on 0,28 mm, mis vastab antenni fiidri laiusele. Läbiva ava läbimõõt on d = 0,4 mm ja vahekaugus p = 0,6 mm. Simulatsiooni suurus on 50 mm * 12 mm * 0,127 mm. Läbilaskvusriba üldine kadu on umbes 1,5 dB (mida saab veelgi vähendada laia külje vahekauguse optimeerimisega).
SIW struktuur ja selle S-parameetrid
Elektrivälja jaotus 79 GHz juures
Postituse aeg: 18. jaanuar 2024
