Neiegkeeten - Energiekonversioun a Radarantennen

A Mikrowellenschaltungen oder -systemer besteet de ganze Schaltung oder System dacks aus ville Basis-Mikrowellenapparater wéi Filteren, Kopplungen, Leeschtungsdeeler, asw. Et gëtt gehofft, datt et duerch dës Apparater méiglech ass, d'Signalleistung effizient vun engem Punkt op en aneren mat minimale Verloschter ze iwwerdroen;

Am gesamte Radarsystem vun engem Gefier ëmfaasst d'Energiekonversioun haaptsächlech den Transfer vun Energie vum Chip op de Feeder op der PCB-Plack, den Transfer vum Feeder op de Kierper vun der Antenn, an déi effizient Ausstralung vun Energie duerch d'Antenn. Am gesamte Energietransferprozess ass en wichtegen Deel den Design vum Konverter. D'Konverter a Millimeterwellesystemer ëmfaassen haaptsächlech Mikrostrip-op-Substrat-integréiert Wellenleiter (SIW)-Konversioun, Mikrostrip-op-Wellenleiter-Konversioun, SIW-op-Wellenleiter-Konversioun, Koaxial-op-Wellenleiter-Konversioun, Wellenleiter-op-Wellenleiter-Konversioun a verschidden Aarte vu Wellenleiter-Konversioun. Dës Ausgab konzentréiert sech op den Design vun der Mikroband-SIW-Konversioun.

Verschidden Aarte vun Transportstrukturen

Mikrostripass eng vun de meescht benotzte Leitstrukturen bei relativ niddrege Mikrowellenfrequenzen. Seng Haaptvirdeeler sinn eng einfach Struktur, niddreg Käschten an héich Integratioun mat Uewerflächenmontagekomponenten. Eng typesch Mikrostripleitung gëtt mat Leeder op enger Säit vun engem dielektresche Schichtsubstrat geformt, wouduerch eng eenzeg Massefläch op der anerer Säit mat Loft driwwer entsteet. Den ieweschte Leeder ass am Fong e leetfäege Material (normalerweis Koffer), deen zu engem schmuele Drot geformt ass. Linnbreet, Déckt, relativ Permittivitéit an dielektresch Verloschttangent vum Substrat si wichteg Parameteren. Zousätzlech sinn d'Déckt vum Leeder (dh Metalliséierungsdéckt) an d'Leetfäegkeet vum Leeder och bei méi héije Frequenzen entscheedend. Wann dës Parameteren suergfälteg berécksiichtegt ginn a Mikrostripleitungen als Basiseenheet fir aner Apparater benotzt ginn, kënne vill gedréckte Mikrowellenapparater a Komponenten entworf ginn, wéi Filteren, Koppler, Leeschtungsdeeler/Kombinatoren, Mixer, etc. Wéi d'Frequenz awer eropgeet (wann een op relativ héich Mikrowellenfrequenzen wiesselt) erhéijen d'Transmissiounsverloschter a Stralung entsteet. Dofir gi Hohlröhrenwellenleiter wéi rechteckeg Wellenleiter bevorzugt wéinst méi klenge Verloschter bei méi héije Frequenzen (keng Stralung). Den Interieur vum Wellenleiter besteet normalerweis aus Loft. Mee wann et gewënscht ass, kann et mat dielektreschem Material gefëllt ginn, wouduerch et e méi klenge Querschnitt huet wéi e gasgefëllte Wellenleiter. Wéi och ëmmer, huel Réierwellenleiter si meeschtens sperreg, kënne besonnesch bei méi niddrege Frequenzen schwéier sinn, erfuerderen méi héich Fabrikatiounsufuerderungen a si deier, a kënnen net mat planare gedréckte Strukturen integréiert ginn.

RFMISO MICROSTRIP ANTENNE PRODUKTER:

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22, 4,25-4,35 GHz

Déi aner ass eng hybrid Leedungsstruktur tëscht enger Mikrostripstruktur an engem Wellenleiter, genannt Substrat-integréierte Wellenleiter (SIW). E SIW ass eng integréiert wellenleiterähnlech Struktur, déi op engem dielektresche Material hiergestallt gëtt, mat Leeder uewen an ënnen an engem linearen Array vun zwou Metallvias, déi d'Säitewänn bilden. Am Verglach mat Mikrostrip- a Wellenleiterstrukturen ass SIW kosteneffektiv, huet e relativ einfache Fabrikatiounsprozess a kann mat planaren Apparater integréiert ginn. Zousätzlech ass d'Leeschtung bei héije Frequenzen besser wéi déi vu Mikrostripstrukturen an huet Wellenleiter-Dispersiounseigenschaften. Wéi an der Figur 1 gewisen;

SIW-Designrichtlinnen

Substrat-integréiert Wellenleiter (SIWs) si integréiert, wellenleiterähnlech Strukturen, déi mat zwou Reie vu Metallvias hiergestallt ginn, déi an engem Dielektrikum agebett sinn, dat zwou parallel Metallplacke verbënnt. Reie vu Metallduerchgäng bilden d'Säitewänn. Dës Struktur huet d'Charakteristike vu Mikrostrip-Linnen a Wellenleiter. De Fabrikatiounsprozess ass och ähnlech wéi aner gedréckte flaach Strukturen. Eng typesch SIW-Geometrie gëtt an der Figur 2.1 gewisen, wou hir Breet (dh d'Trennung tëscht de Vias an der lateraler Richtung (as)), den Duerchmiesser vun de Vias (d) an d'Pitchlängt (p) benotzt gi fir d'SIW-Struktur ze designen. Déi wichtegst geometresch Parameteren (an der Figur 2.1 gewisen) ginn an der nächster Sektioun erkläert. Bedenkt datt den dominante Modus TE10 ass, genau wéi beim rechteckege Wellenleiter. D'Bezéiung tëscht der Ofgrenzungsfrequenz fc vu loftgefëllte Wellenleiter (AFWG) a mat Dielektrikum gefëllte Wellenleiter (DFWG) an den Dimensiounen a a b ass den éischte Punkt vum SIW-Design. Fir loftgefëllte Wellenleiter ass d'Ofgrenzungsfrequenz wéi an der Formel hei ënnendrënner gewisen.

SIW Basisstruktur a Berechnungsformel[1]

wou c d'Liichtgeschwindegkeet am fräie Raum ass, m an n d'Modi sinn, a déi méi grouss Wellenleitergréisst ass, a b déi méi kuerz Wellenleitergréisst ass. Wann de Wellenleiter am TE10-Modus funktionéiert, kann dat vereinfacht ginn op fc=c/2a; wann de Wellenleiter mat Dielektrikum gefëllt ass, gëtt d'Breitsäitlängt a duerch ad=a/Sqrt(εr) berechent, wou εr d'Dielektrizitéitskonstant vum Medium ass; fir datt SIW am TE10-Modus funktionéiert, sollten den Duerchgangslöcherofstand p, den Duerchmiesser d an d'Breitsäit d'Formel uewe riets an der Figur hei ënnendrënner erfëllen, an et gëtt och empiresch Formelen vun d<λg a p<2d [2];

wou λg d'Wellenlängt vun der geleeter Well ass: Gläichzäiteg beaflosst d'Dicke vum Substrat den Design vun der SIW-Gréisst net, awer si beaflosst de Verloscht vun der Struktur, dofir sollten d'Virdeeler vu geréngem Verloscht vu Substrater mat héijer Déckt berécksiichtegt ginn.

Konversioun vu Microstrip op SIW
Wann eng Mikrostripstruktur mat engem SIW verbonne muss ginn, ass den ofgeschrägten Mikrostrip-Iwwergang eng vun den Haaptbevorzugten Iwwergangsmethoden, an den ofgeschrägten Iwwergang bitt normalerweis eng Breitband-Upassung am Verglach mat aneren gedréckten Iwwergäng. Eng gutt entworf Iwwergangsstruktur huet ganz niddreg Reflexiounen, an den Insertion-Verloscht gëtt haaptsächlech duerch dielektresch a Leiterverloschter verursaacht. D'Auswiel vu Substrat- a Leitermaterialien bestëmmt haaptsächlech de Verloscht vum Iwwergang. Well d'Déckt vum Substrat d'Breet vun der Mikrostrip-Linn behënnert, sollten d'Parameteren vum ofgeschrägten Iwwergang ugepasst ginn, wann d'Déckt vum Substrat ännert. En aneren Typ vu geerdetem koplanarem Wellenleiter (GCPW) ass och eng wäit verbreet Transmissiounsleitungsstruktur an Héichfrequenzsystemer. D'Säiteleeder no bei der mëttlerer Transmissiounsleitung déngen och als Äerdung. Duerch d'Upassung vun der Breet vum Haaptfeeder an der Spalt zum Säitemassung kann déi erfuerderlech charakteristesch Impedanz kritt ginn.

Mikrostrip op SIW a GCPW op SIW

D'Figur hei ënnendrënner ass e Beispill vum Design vun engem Mikrostrip fir SIW. De benotzte Medium ass Rogers3003, d'Dielektrizitéitskonstant ass 3,0, de richtege Verloschtwäert ass 0,001, an d'Déckt ass 0,127 mm. D'Breet vum Feeder op béide Enden ass 0,28 mm, wat mat der Breet vum Antennefeeder iwwereneestëmmt. Den Duerchmiesser vum Duerchgangslach ass d = 0,4 mm, an den Ofstand p = 0,6 mm. D'Simulatiounsgréisst ass 50 mm * 12 mm * 0,127 mm. De Gesamtverloscht am Duerchgangsband ass ongeféier 1,5 dB (wat weider reduzéiert ka ginn andeems den Ofstand op der breeder Säit optimiséiert gëtt).