Mikroaaltopiireissä tai -järjestelmissä koko piiri tai järjestelmä koostuu usein useista perusmikroaaltolaitteista, kuten suodattimista, kytkimistä, tehonjakajista jne. Toivotaan, että näiden laitteiden avulla voidaan tehokkaasti siirtää signaalitehoa yhdestä pisteestä toiseen. toinen minimaalisella tappiolla;
Koko ajoneuvon tutkajärjestelmässä energian muuntaminen käsittää pääasiassa energian siirtämisen sirulta piirilevyn syöttölaitteeseen, syöttölaitteen siirtoa antennin runkoon sekä antennin tehokkaan energian säteilytyksen.Koko energiansiirtoprosessissa tärkeä osa on muuntimen suunnittelu.Muuntimet millimetriaaltojärjestelmissä sisältävät pääasiassa muunnoksen mikroliuskasta substraatiksi integroiduksi aaltoputkeksi (SIW), mikroliuskamuunnoksen aaltoputkeksi, SIW-muunnoksen aaltoputkeksi, koaksiaalisen muunnoksen aaltoputkeksi, muunnoksen aaltoputkesta aaltoputkeksi ja erityyppisiä aaltoputkimuunnoksia.Tämä numero keskittyy mikrokaistaisen SIW-muunnossuunnitteluun.
Erilaiset kuljetusrakenteet
Mikroliuskaon yksi laajimmin käytetyistä ohjausrakenteista suhteellisen matalilla mikroaaltotaajuuksilla.Sen tärkeimmät edut ovat yksinkertainen rakenne, alhaiset kustannukset ja korkea integrointi pinta-asennuskomponenttien kanssa.Tyypillinen mikroliuskajohto muodostetaan käyttämällä johtimia dielektrisen kerrossubstraatin toiselle puolelle, muodostaen toiselle puolelle yhden maatason, jonka yläpuolella on ilmaa.Yläjohdin on pohjimmiltaan johtavaa materiaalia (yleensä kuparia), joka on muotoiltu kapeaksi johtimeksi.Viivan leveys, paksuus, suhteellinen permittiivisyys ja substraatin dielektrisen häviön tangentti ovat tärkeitä parametreja.Lisäksi johtimen paksuus (eli metalloinnin paksuus) ja johtimen johtavuus ovat myös kriittisiä korkeammilla taajuuksilla.Harkitsemalla näitä parametreja huolellisesti ja käyttämällä mikroliuskalinjoja muiden laitteiden perusyksikkönä voidaan suunnitella monia painettuja mikroaaltouunilaitteita ja komponentteja, kuten suodattimia, liittimiä, tehonjakajia/yhdistimet, sekoittimet jne. Kuitenkin taajuuden kasvaessa (siirrettäessä suhteellisen korkeat mikroaaltotaajuudet) lähetyshäviöt kasvavat ja säteilyä esiintyy.Siksi ontot putken aaltoputket, kuten suorakaiteen muotoiset aaltoputket, ovat edullisia, koska häviöt ovat pienempiä korkeammilla taajuuksilla (ei säteilyä).Aaltoputken sisäpuoli on yleensä ilmaa.Mutta haluttaessa se voidaan täyttää dielektrisellä materiaalilla, mikä antaa sille pienemmän poikkileikkauksen kuin kaasutäytteisellä aaltoputkella.Ontot putken aaltoputket ovat kuitenkin usein tilaa vieviä, ne voivat olla raskaita varsinkin alhaisemmilla taajuuksilla, vaativat korkeampia valmistusvaatimuksia ja ovat kalliita, eikä niitä voida integroida tasomaisiin painettuihin rakenteisiin.
RFMISO MICROSTRIP ANTENNA TUOTTEET:
RM-MA25527-22,25,5-27 GHz
RM-MA425435-22,4,25-4,35 GHz
Toinen on hybridiohjausrakenne mikroliuskarakenteen ja aaltoputken välillä, jota kutsutaan substraattiintegroiduksi aaltoputkeksi (SIW).SIW on integroitu aaltoputken kaltainen rakenne, joka on valmistettu dielektrisestä materiaalista, jossa on johtimet päällä ja alhaalla ja lineaarinen ryhmä kahdesta metallista läpivientireiät muodostavat sivuseinät.Verrattuna mikroliuska- ja aaltoputkirakenteisiin SIW on kustannustehokas, sen valmistusprosessi on suhteellisen helppo ja se voidaan integroida tasomaisiin laitteisiin.Lisäksi suorituskyky korkeilla taajuuksilla on parempi kuin mikroliuskarakenteilla ja sillä on aaltoputkidispersio-ominaisuudet.Kuten kuviossa 1 on esitetty;
SIW:n suunnitteluohjeet
Substraattiin integroidut aaltoputket (SIW) ovat integroituja aaltoputkimaisia rakenteita, jotka on valmistettu käyttämällä kahta metalliläpivientiriviä, jotka on upotettu eristeeseen, joka yhdistää kaksi rinnakkaista metallilevyä.Metallirivit reikien läpi muodostavat sivuseinät.Tällä rakenteella on mikroliuskalinjojen ja aaltoputkien ominaisuuksia.Valmistusprosessi on myös samanlainen kuin muiden painettujen litteiden rakenteiden.Tyypillinen SIW-geometria on esitetty kuvassa 2.1, jossa sen leveyttä (eli läpivientien välistä etäisyyttä sivusuunnassa (as)), läpivientien halkaisijaa (d) ja jakopituutta (p) käytetään SIW-rakenteen suunnittelussa. Tärkeimmät geometriset parametrit (näkyy kuvassa 2.1) selitetään seuraavassa osiossa.Huomaa, että hallitseva tila on TE10, aivan kuten suorakaiteen muotoinen aaltoputki.Ilmatäytteisten aaltoputkien (AFWG) ja dielektrisesti täytettyjen aaltoputkien (DFWG) rajataajuuden fc ja mittojen a ja b välinen suhde on SIW-suunnittelun ensimmäinen kohta.Ilmatäytteisten aaltoputkien rajataajuus on alla olevan kaavan mukainen
SIW:n perusrakenne ja laskentakaava[1]
missä c on valon nopeus vapaassa tilassa, m ja n ovat moodit, a on pidempi aaltoputken koko ja b on lyhyempi aaltoputken koko.Kun aaltoputki toimii TE10-tilassa, se voidaan yksinkertaistaa muotoon fc=c/2a;kun aaltoputki on täytetty dielektrillä, leveyssivun pituus a lasketaan kaavalla ad=a/Sqrt(εr), missä εr on väliaineen dielektrisyysvakio;Jotta SIW toimisi TE10-moodissa, läpimenevän reiän etäisyyden p, halkaisijan d ja leveän sivun tulisi täyttää alla olevan kuvan oikeassa yläkulmassa oleva kaava, ja olemassa on myös empiirisiä kaavoja d<λg ja p<2d [ 2];
missä λg on ohjatun aallonpituus: Samaan aikaan substraatin paksuus ei vaikuta SIW-koon suunnitteluun, mutta se vaikuttaa rakenteen menettämiseen, joten paksujen substraattien vähähäviöiset edut on otettava huomioon .
Microstrip-muunnos SIW:ksi
Kun mikroliuskarakenne on liitettävä SIW:hen, kartiomainen mikroliuska-siirtymä on yksi tärkeimmistä suositeltavista siirtymämenetelmistä, ja kartiomainen siirtymä tarjoaa yleensä laajakaistasovituksen muihin painettuihin siirtymiin verrattuna.Hyvin suunnitellulla siirtymärakenteella on erittäin vähän heijastuksia, ja sisäänkytkentähäviö johtuu ensisijaisesti dielektrisistä ja johdinhäviöistä.Substraatti- ja johdinmateriaalien valinta määrää pääasiassa siirtymän häviämisen.Koska substraatin paksuus estää mikroliuskaviivan leveyden, kapenevan siirtymän parametreja tulee säätää substraatin paksuuden muuttuessa.Toinen maadoitettu koplanaarinen aaltoputki (GCPW) on myös laajalti käytetty siirtojohtorakenne suurtaajuusjärjestelmissä.Maadoituksena toimivat myös välijohdon lähellä olevat sivujohtimet.Säätämällä pääsyöttimen leveyttä ja väliä sivumaahan, saadaan tarvittava ominaisimpedanssi.
Mikroliuska SIW:hen ja GCPW SIW:hen
Alla oleva kuva on esimerkki mikroliuskan suunnittelusta SIW:hen.Käytetty väliaine on Rogers3003, dielektrisyysvakio on 3,0, todellinen häviöarvo on 0,001 ja paksuus 0,127 mm.Feeder-leveys molemmissa päissä on 0,28 mm, mikä vastaa antennin syöttölaitteen leveyttä.Läpireiän halkaisija on d = 0,4 mm ja väli p = 0,6 mm.Simulaatiokoko on 50 mm * 12 mm * 0,127 mm.Kokonaishäviö päästökaistalla on noin 1,5 dB (jota voidaan edelleen vähentää optimoimalla laajan sivun etäisyys).
SIW-rakenne ja sen S-parametrit
Sähkökentän jakelu@79GHz
Postitusaika: 18.1.2024
