Dalğa ötürücülərinin empedans uyğunluğuna necə nail olmaq olar?Mikrozolaqlı antenna nəzəriyyəsindəki ötürmə xətti nəzəriyyəsindən bilirik ki, maksimum enerji ötürülməsinə və minimum əks itkiyə nail olmaq üçün ötürücü xətlər arasında və ya ötürücü xətlər və yüklər arasında empedans uyğunluğuna nail olmaq üçün müvafiq seriya və ya paralel ötürmə xətləri seçilə bilər.Mikrozolaqlı xətlərdə empedans uyğunluğunun eyni prinsipi dalğa ötürücülərindəki empedans uyğunluğuna aiddir.Dalğa bələdçi sistemlərində əkslər empedans uyğunsuzluğuna səbəb ola bilər.Empedansın pisləşməsi baş verdikdə, həll ötürmə xətləri ilə eynidır, yəni tələb olunan dəyərin dəyişdirilməsi Uyğunsuzluğu aradan qaldırmaq üçün dalğa ötürücüsünün əvvəlcədən hesablanmış nöqtələrinə yığılmış empedans yerləşdirilir və bununla da əks təsirlərin aradan qaldırılması.Ötürücü xətlər parçalanmış empedanslardan və ya stublardan istifadə edərkən, dalğa ötürücüləri müxtəlif formalı metal bloklardan istifadə edir.
şəkil 1: Dalğa ötürücü irislər və ekvivalent dövrə, (a) Kapasitiv; (b) induktiv; (c) rezonans.
Şəkil 1, göstərilən formalardan hər hansı birini alaraq və tutumlu, induktiv və ya rezonanslı ola bilən müxtəlif növ empedans uyğunluğunu göstərir.Riyazi analiz mürəkkəbdir, lakin fiziki izahat yoxdur.Şəkildəki ilk tutumlu metal zolağı nəzərə alsaq, görünə bilər ki, dalğa ötürücüsünün yuxarı və aşağı divarları arasında mövcud olan potensial (dominant rejimdə) indi daha yaxın olan iki metal səth arasında mövcuddur, ona görə də tutum xal artır.Bunun əksinə olaraq, Şəkil 1b-dəki metal blok cərəyanın əvvəllər axmadığı yerdə axmasına imkan verir.Metal blokun əlavə edilməsi səbəbindən əvvəllər gücləndirilmiş elektrik sahəsi müstəvisində cərəyan axını olacaq.Buna görə də, enerjinin saxlanması maqnit sahəsində baş verir və dalğa ötürücüsünün həmin nöqtəsindəki endüktans artır.Bundan əlavə, Şəkil c-dəki metal halqanın forması və mövqeyi ağlabatan şəkildə tərtib olunarsa, təqdim edilən induktiv reaksiya və tutumlu reaktivlik bərabər olacaq və diyaframa paralel rezonans olacaqdır.Bu o deməkdir ki, əsas rejimin impedans uyğunluğu və köklənməsi çox yaxşıdır və bu rejimin manevr effekti əhəmiyyətsiz olacaqdır.Bununla belə, digər rejimlər və ya tezliklər zəifləyəcək, buna görə də rezonanslı metal halqa həm bant keçirici filtr, həm də rejim filtri kimi çıxış edir.
şəkil 2:(a)dalğa bələdçi dirəkləri;(b)iki vintli uyğunlaşdırıcı
Sazlamanın başqa bir yolu yuxarıda göstərilmişdir, burada silindrik bir metal dirək geniş tərəflərdən birindən dalğa ötürücüsünün içərisinə uzanır və bu nöqtədə toplanmış reaktivliyi təmin etmək baxımından metal zolaq kimi eyni təsirə malikdir.Metal dirək dalğa bələdçisinə nə qədər uzandığından asılı olaraq kapasitiv və ya induktiv ola bilər.Əsasən, bu uyğunluq üsulu ondan ibarətdir ki, belə bir metal sütun dalğa bələdçisinə bir qədər uzandıqda, o nöqtədə kapasitiv həssaslıq təmin edir və nüfuz dalğa uzunluğunun dörddə birinə çatana qədər kapasitiv həssaslıq artır. Bu nöqtədə, ardıcıl rezonans meydana gəlir. .Metal postun daha da nüfuz etməsi induktiv qəbulun təmin edilməsi ilə nəticələnir ki, bu da daxiletmə tamamlandıqca azalır.Orta nöqtədə quraşdırmada rezonans intensivliyi sütunun diametri ilə tərs mütənasibdir və filtr kimi istifadə edilə bilər, lakin bu halda daha yüksək səviyyəli rejimləri ötürmək üçün band dayandırıcı filtr kimi istifadə olunur.Metal zolaqların empedansını artırmaqla müqayisədə, metal postlardan istifadənin əsas üstünlüyü onların tənzimlənməsinin asan olmasıdır.Məsələn, dalğa bələdçisinin effektiv uyğunlaşmasına nail olmaq üçün tənzimləmə cihazları kimi iki vint istifadə edilə bilər.
Rezistiv yüklər və zəiflədicilər:
Hər hansı digər ötürmə sistemləri kimi, dalğa bələdçiləri bəzən daxil olan dalğaları əks etdirmədən tam udmaq və tezliklərə həssas olmaq üçün mükəmməl empedans uyğunluğu və tənzimlənmiş yüklər tələb edir.Bu cür terminallar üçün tətbiqlərdən biri, əslində heç bir güc yaymadan sistemdə müxtəlif güc ölçmələri etməkdir.
rəqəm 3 dalğa ötürücü müqavimət yükü (a) tək konik (b) ikiqat konik
Ən çox rast gəlinən rezistiv xitam dalğa bələdçisinin sonunda quraşdırılmış itkili dielektrik hissəsidir və əkslərə səbəb olmamaq üçün daralmış (ucu gələn dalğaya doğru yönəldilmişdir).Bu itkili mühit dalğa bələdçisinin bütün enini tuta bilər və ya Şəkil 3-də göstərildiyi kimi dalğa ötürücüsünün yalnız ucunun mərkəzini tuta bilər. Konik tək və ya ikiqat konik ola bilər və adətən λp/2 uzunluğundadır, ümumi uzunluğu təxminən iki dalğa uzunluğu ilə.Adətən şüşə kimi dielektrik plitələrdən hazırlanır, xaricdən karbon filmi və ya su şüşəsi ilə örtülür.Yüksək güclü tətbiqlər üçün bu cür terminallarda dalğa ötürücüsünün kənarına əlavə edilmiş istilik qəbulediciləri ola bilər və terminala çatdırılan enerji istilik qəbuledicisi və ya məcburi hava soyutma yolu ilə yayıla bilər.
şəkil 4 Hərəkətli qanadlı zəiflədici
Dielektrik zəiflədicilər Şəkil 4-də göstərildiyi kimi çıxarıla bilər. Dalğa ötürücüsünün ortasına yerləşdirilərək, dalğa ötürücüsünün mərkəzindən yanal olaraq, ən böyük zəifləməni təmin edəcək, zəifləmənin böyük ölçüdə azaldığı kənarlara köçürülə bilər. çünki dominant rejimin elektrik sahəsinin gücü xeyli aşağıdır.
Dalğa bələdçisində zəifləmə:
Dalğa ötürücülərinin enerji zəifləməsi əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
1. Dalğa ötürücüsünün daxili kəsiklərindən və ya yanlış hizalanmış dalğa ötürücü hissələrindən əkslər
2. Dalğa ötürmə divarlarında cərəyan axını nəticəsində yaranan itkilər
3. Doldurulmuş dalğa ötürücülərində dielektrik itkilər
Son ikisi koaksial xətlərdə müvafiq itkilərə bənzəyir və hər ikisi nisbətən kiçikdir.Bu itki divar materialından və onun pürüzlülüyündən, istifadə olunan dielektrikdən və tezliyindən (dəri təsirinə görə) asılıdır.Pirinç boru üçün diapazon 5 GHz-də 4 dB/100m-dən 10 GHz-də 12 dB/100m-ə qədərdir, lakin alüminium boru üçün diapazon daha aşağıdır.Gümüş örtüklü dalğa ötürücüləri üçün itkilər adətən 35 GHz-də 8dB/100m, 70 GHz-də 30dB/100m və 200 GHz-də 500 dB/100m-ə yaxındır.İtkiləri azaltmaq üçün, xüsusən də ən yüksək tezliklərdə dalğa ötürücüləri bəzən (daxili olaraq) qızıl və ya platinlə örtülür.
Artıq qeyd edildiyi kimi, dalğa ötürücü yüksək ötürücü filtr rolunu oynayır.Dalğa ötürücüsünün özü faktiki olaraq itkisiz olmasına baxmayaraq, kəsilmə tezliyindən aşağı tezliklər ciddi şəkildə zəiflədilir.Bu zəifləmə yayılma deyil, dalğa bələdçisinin ağzında əks olunması ilə bağlıdır.
Dalğa ötürücü birləşmə:
Dalğa bələdçisi hissələri və ya komponentləri bir-birinə birləşdirildikdə adətən flanşlar vasitəsilə dalğa ötürücü birləşmə baş verir.Bu flanşın funksiyası hamar mexaniki əlaqəni və uyğun elektrik xüsusiyyətlərini, xüsusən də aşağı xarici şüalanma və aşağı daxili əksi təmin etməkdir.
Flanş:
Dalğa ötürücü flanşlar mikrodalğalı rabitə, radar sistemləri, peyk rabitəsi, antena sistemləri və elmi tədqiqatlarda laboratoriya avadanlıqlarında geniş istifadə olunur.Onlar müxtəlif dalğa ötürücü hissələrini birləşdirmək, sızma və müdaxilənin qarşısını almaq və yüksək Etibarlı ötürülməni və tezlik elektromaqnit dalğalarının dəqiq yerləşdirilməsini təmin etmək üçün dalğa bələdçisinin dəqiq hizalanmasını təmin etmək üçün istifadə olunur.Şəkil 5-də göstərildiyi kimi tipik dalğa ötürücüsünün hər bir ucunda flanş var.
şəkil 5 (a) düz flanş; (b) flanşlı mufta.
Aşağı tezliklərdə flanş lehimlənəcək və ya dalğa bələdçisinə qaynaq ediləcək, daha yüksək tezliklərdə isə daha yastı düz flanş istifadə olunur.İki hissə birləşdirildikdə, flanşlar bir-birinə vidalanır, lakin əlaqədə kəsilmələrin qarşısını almaq üçün ucları hamar bir şəkildə bitirmək lazımdır.Bəzi tənzimləmələrlə komponentləri düzgün şəkildə hizalamaq daha asandır, buna görə də daha kiçik dalğa ötürücüləri bəzən üzük qoz ilə birlikdə vidalana bilən yivli flanşlarla təchiz olunur.Tezlik artdıqca, dalğa ötürücü birləşməsinin ölçüsü təbii olaraq azalır və birləşmənin kəsilməsi siqnalın dalğa uzunluğuna və dalğa ötürücü ölçüsünə mütənasib olaraq daha böyük olur.Buna görə də, daha yüksək tezliklərdə fasilələr daha problemli olur.
şəkil 6 (a) drossel muftasının en kəsiyi; (b) drossel flanşının son görünüşü
Bu problemi həll etmək üçün Şəkil 6-da göstərildiyi kimi dalğa ötürücüləri arasında kiçik bir boşluq buraxıla bilər. Adi flanşdan və bir-birinə bağlanmış boğucu flanşdan ibarət boğucu mufta.Mümkün fasilələri kompensasiya etmək üçün, daha sıx uyğunlaşmaya nail olmaq üçün boğucu flanşda L şəkilli en kəsiyi olan dairəvi boğucu halqa istifadə olunur.Adi flanşlardan fərqli olaraq, boğucu flanşlar tezliyə həssasdır, lakin optimallaşdırılmış dizayn, SWR-nin 1.05-dən çox olmadığı ağlabatan bant genişliyini (mərkəz tezliyinin bəlkə də 10%-i) təmin edə bilər.
Göndərmə vaxtı: 15 yanvar 2024-cü il
