Xəbərlər - Radar antenalarında enerji çevrilməsi

Mikrodalğalı dövrələrdə və ya sistemlərdə bütün dövrə və ya sistem çox vaxt filtrlər, muftalar, güc bölücüləri və s. kimi bir çox əsas mikrodalğalı cihazdan ibarətdir. Ümid edilir ki, bu cihazlar vasitəsilə siqnal gücünü bir nöqtədən digərinə minimal itki ilə səmərəli şəkildə ötürmək mümkündür;

Bütün nəqliyyat vasitəsinin radar sistemində enerji çevrilməsi əsasən enerjinin çipdən PCB lövhəsindəki qidalandırıcıya ötürülməsini, qidalandırıcının anten gövdəsinə ötürülməsini və anten tərəfindən enerjinin səmərəli şüalanmasını əhatə edir. Bütün enerji ötürülməsi prosesində çeviricinin dizaynı mühüm rol oynayır. Millimetr dalğa sistemlərindəki çeviricilərə əsasən mikrozolaqdan substrata inteqrasiya olunmuş dalğaötürənə (SIW) çevrilməsi, mikrozolaqdan dalğaötürənə çevrilməsi, SIW-dən dalğaötürənə çevrilməsi, koaksialdan dalğaötürənə çevrilməsi, dalğaötürəndən dalğaötürənə çevrilməsi və müxtəlif növ dalğaötürən çevrilmələri daxildir. Bu buraxılışda mikrozolaqlı SIW çevrilməsinin dizaynına diqqət yetiriləcək.

Müxtəlif növ nəqliyyat strukturları

Mikrozolaqnisbətən aşağı mikrodalğalı tezliklərdə ən çox istifadə edilən istiqamətləndirici strukturlardan biridir. Əsas üstünlükləri sadə quruluş, aşağı qiymət və səth montaj komponentləri ilə yüksək inteqrasiyadır. Tipik bir mikrozolaq xətti dielektrik təbəqə substratının bir tərəfində keçiricilərdən istifadə edərək, digər tərəfində tək bir torpaq müstəvisi əmələ gətirir və üstündə hava olur. Üst keçirici əsasən dar bir telə çevrilmiş keçirici materialdır (adətən mis). Xəttin eni, qalınlığı, nisbi keçiriciliyi və substratın dielektrik itki tangensi vacib parametrlərdir. Bundan əlavə, keçiricinin qalınlığı (yəni metallaşma qalınlığı) və keçiricinin keçiriciliyi də daha yüksək tezliklərdə vacibdir. Bu parametrləri diqqətlə nəzərdən keçirmək və mikrozolaqlı xətləri digər cihazlar üçün əsas vahid kimi istifadə etməklə, filtrlər, muftalar, güc bölücüləri/kombinatorlar, qarışdırıcılar və s. kimi bir çox çap olunmuş mikrodalğalı cihaz və komponentlər dizayn edilə bilər. Lakin tezlik artdıqca (nisbətən yüksək mikrodalğalı tezliklərə keçərkən) ötürmə itkiləri artır və radiasiya baş verir. Buna görə də, daha yüksək tezliklərdə daha kiçik itkilərə (radiasiya yoxdur) görə düzbucaqlı dalğaötürənlər kimi boş boru dalğaötürənlərinə üstünlük verilir. Dalğaötürənin daxili hissəsi adətən havadan ibarətdir. Lakin istənildiyi təqdirdə, onu dielektrik materialla doldurmaq olar ki, bu da qazla doldurulmuş dalğaötürəndən daha kiçik bir en kəsiyi verir. Bununla belə, içi boş boru dalğaötürənləri çox vaxt həcmli olur, xüsusilə aşağı tezliklərdə ağır ola bilər, daha yüksək istehsal tələbləri tələb edir və baha başa gəlir və düz çaplı strukturlarla inteqrasiya edilə bilməz.

RFMISO MİKROSTİP ANTENA PRODUCTS：

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz

Digəri, mikrozolaqlı struktur və dalğaötürən arasında hibrid istiqamətləndirici strukturdur və substrat inteqrasiya olunmuş dalğaötürən (SIW) adlanır. SIW, dielektrik material üzərində hazırlanmış, üst və alt hissədə keçiricilər və yan divarları təşkil edən iki metal viadan ibarət xətti massiv olan inteqrasiya olunmuş dalğaötürənə bənzər bir strukturdur. Mikrozolaqlı və dalğaötürən strukturlarla müqayisədə SIW səmərəlidir, nisbətən asan istehsal prosesinə malikdir və düz cihazlarla inteqrasiya edilə bilər. Bundan əlavə, yüksək tezliklərdə performans mikrozolaqlı strukturlardan daha yaxşıdır və dalğaötürən dispersiya xüsusiyyətlərinə malikdir. Şəkil 1-də göstərildiyi kimi;

SIW dizayn qaydaları

Substrat inteqrasiya olunmuş dalğa bələdçiləri (SBB), iki paralel metal lövhəni birləşdirən dielektrikə yerləşdirilmiş iki sıra metal viaslardan istifadə etməklə hazırlanmış inteqrasiya olunmuş dalğa bələdçisinə bənzər strukturlardır. Yan divarları metal dəliklər təşkil edir. Bu struktur mikrozolaq xətləri və dalğa bələdçilərinin xüsusiyyətlərinə malikdir. İstehsal prosesi digər çap olunmuş düz strukturlara da bənzəyir. Tipik bir SBB həndəsəsi Şəkil 2.1-də göstərilmişdir, burada onun eni (yəni yan istiqamətdə viaslar arasındakı məsafə (as)), viasların diametri (d) və meydança uzunluğu (p) SBB strukturunun dizaynı üçün istifadə olunur. Ən vacib həndəsi parametrlər (Şəkil 2.1-də göstərilmişdir) növbəti hissədə izah ediləcək. Qeyd edək ki, dominant rejim, düzbucaqlı dalğa bələdçisi kimi, TE10-dur. Hava ilə doldurulmuş dalğa bələdçilərinin (AFWG) və dielektriklə doldurulmuş dalğa bələdçilərinin (DFWG) kəsmə tezliyi fc ilə a və b ölçüləri arasındakı əlaqə SBB dizaynının ilk nöqtəsidir. Hava ilə doldurulmuş dalğa bələdçiləri üçün kəsmə tezliyi aşağıdakı düsturda göstərildiyi kimidir.

SIW əsas strukturu və hesablama düsturu[1]

burada c boş məkanda işığın sürətidir, m və n rejimlərdir, a daha uzun dalğaötürücünün ölçüsü və b daha qısa dalğaötürücünün ölçüsüdür. Dalğaötürücü TE10 rejimində işlədikdə, onu fc=c/2a ilə sadələşdirmək olar; dalğaötürücü dielektriklə doldurulduqda, en tərəfinin uzunluğu a ad=a/Sqrt(εr) ilə hesablanır, burada εr mühitin dielektrik sabitidir; SIW-nin TE10 rejimində işləməsi üçün, dəlik aralığı p, diametri d və en tərəfi as aşağıdakı şəklin yuxarı sağ küncündəki düsturu ödəməlidir və həmçinin d<λg və p<2d [2] empirik düsturları da mövcuddur;

burada λg istiqamətləndirilmiş dalğa dalğa uzunluğudur: Eyni zamanda, substratın qalınlığı SIW ölçüsü dizaynına təsir göstərməyəcək, lakin strukturun itkisinə təsir edəcək, buna görə də yüksək qalınlıqlı substratların aşağı itki üstünlükləri nəzərə alınmalıdır.

Mikrostripdən SIW-yə çevrilmə
Mikrozolaqlı strukturun SIW-yə qoşulması lazım olduqda, konusvari mikrozolaqlı keçid əsas üstünlük verilən keçid metodlarından biridir və konusvari keçid adətən digər çap olunmuş keçidlərlə müqayisədə genişzolaqlı uyğunluq təmin edir. Yaxşı dizayn edilmiş keçid strukturu çox aşağı əks olunmalara malikdir və daxiletmə itkisi əsasən dielektrik və keçirici itkilərindən qaynaqlanır. Substrat və keçirici materiallarının seçimi əsasən keçidin itkisini müəyyən edir. Substratın qalınlığı mikrozolaq xəttinin eninə mane olduğundan, substratın qalınlığı dəyişdikdə konusvari keçidin parametrləri tənzimlənməlidir. Torpaqlanmış kopmüstəvi dalğaötürücünün (GCPW) başqa bir növü də yüksək tezlikli sistemlərdə geniş istifadə olunan ötürmə xətti strukturudur. Aralıq ötürmə xəttinə yaxın yan keçiricilər də torpaqlama rolunu oynayır. Əsas qidalandırıcının enini və yan torpaqlama arasındakı boşluğu tənzimləməklə tələb olunan xarakterik impedans əldə edilə bilər.

Mikrozolaqdan SIW-yə və GCPW-dən SIW-yə

Aşağıdakı şəkil SIW-yə mikrozolaq dizaynının nümunəsidir. İstifadə olunan mühit Rogers3003-dür, dielektrik sabiti 3.0, əsl itki dəyəri 0.001 və qalınlığı 0.127 mm-dir. Hər iki ucundakı qidalandırıcının eni 0.28 mm-dir ki, bu da anten qidalandırıcısının eninə uyğundur. Keçid dəliyinin diametri d=0.4 mm, aralıq isə p=0.6 mm-dir. Simulyasiya ölçüsü 50 mm*12 mm*0.127 mm-dir. Keçid zolağında ümumi itki təxminən 1.5 dB-dir (geniş tərəf aralığını optimallaşdırmaqla daha da azaldıla bilər).