Në qarqet ose sistemet mikrovalore, i gjithë qarku ose sistemi shpesh përbëhet nga shumë pajisje bazë mikrovalore, siç janë filtrat, çiftëzuesit, ndarësit e fuqisë, etj. Shpresohet që nëpërmjet këtyre pajisjeve, të jetë e mundur të transmetohet në mënyrë efikase fuqia e sinjalit nga një pikë në tjetrën me humbje minimale;
Në të gjithë sistemin e radarit të automjetit, konvertimi i energjisë përfshin kryesisht transferimin e energjisë nga çipi te ushqyesi në pllakën PCB, transferimin e ushqyesit në trupin e antenës dhe rrezatimin efikas të energjisë nga antena. Në të gjithë procesin e transferimit të energjisë, një pjesë e rëndësishme është projektimi i konvertuesit. Konvertuesit në sistemet me valë milimetrike përfshijnë kryesisht konvertimin nga mikroshiriti në substrat, konvertimin nga mikroshiriti në valëudhëzues, konvertimin nga SIW në valëudhëzues, konvertimin koaksial në valëudhëzues, konvertimin nga valëudhëzues në valëudhëzues dhe lloje të ndryshme të konvertimit nga valëudhëzues. Ky numër do të përqendrohet në projektimin e konvertimit nga mikrobandi SIW.
Lloje të ndryshme të strukturave të transportit
Mikrostripështë një nga strukturat udhëzuese më të përdorura gjerësisht në frekuenca relativisht të ulëta mikrovalësh. Përparësitë e saj kryesore janë struktura e thjeshtë, kostoja e ulët dhe integrimi i lartë me komponentët e montimit në sipërfaqe. Një linjë tipike mikrostrip formohet duke përdorur përçues në njërën anë të një substrati me shtresë dielektrike, duke formuar një plan të vetëm tokësor në anën tjetër, me ajër sipër tij. Përçuesi i sipërm është në thelb një material përçues (zakonisht bakër) i formuar në një tel të ngushtë. Gjerësia e linjës, trashësia, permitiviteti relativ dhe tangjenta e humbjes dielektrike të substratit janë parametra të rëndësishëm. Përveç kësaj, trashësia e përçuesit (domethënë, trashësia e metalizimit) dhe përçueshmëria e përçuesit janë gjithashtu kritike në frekuenca më të larta. Duke i konsideruar me kujdes këto parametra dhe duke përdorur linjat mikrostrip si njësi bazë për pajisje të tjera, mund të projektohen shumë pajisje dhe komponentë mikrovalë të shtypur, të tilla si filtra, bashkues, ndarës/kombinues të fuqisë, mikserë, etj. Megjithatë, ndërsa frekuenca rritet (kur kalohet në frekuenca relativisht të larta mikrovalësh) humbjet e transmetimit rriten dhe ndodh rrezatim. Prandaj, valëpërçuesit me tuba të zbrazëta, siç janë valëpërçuesit drejtkëndësh, preferohen për shkak të humbjeve më të vogla në frekuenca më të larta (pa rrezatim). Pjesa e brendshme e valëpërçuesit është zakonisht ajër. Por nëse dëshirohet, mund të mbushet me material dielektrik, duke i dhënë një prerje tërthore më të vogël se një valëpërçues i mbushur me gaz. Megjithatë, valëpërçuesit me tuba të zbrazëta shpesh janë të rëndë, mund të jenë të rëndë veçanërisht në frekuenca më të ulëta, kërkojnë kërkesa më të larta prodhimi dhe janë të kushtueshëm, dhe nuk mund të integrohen me struktura të shtypura planare.
PRODUKTET E ANTENËS MICROSTRIP RFMISO:
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz
Tjetra është një strukturë hibride udhëzuese midis një strukture mikroshiriti dhe një valëpërçuesi, e quajtur valëpërçues i integruar në substrat (SIW). Një SIW është një strukturë e integruar e ngjashme me valëpërçuesin e prodhuar në një material dielektrik, me përçues në pjesën e sipërme dhe të poshtme dhe një grup linear prej dy viash metalike që formojnë muret anësore. Krahasuar me strukturat me mikroshirit dhe valëpërçues, SIW është me kosto efektive, ka një proces prodhimi relativisht të lehtë dhe mund të integrohet me pajisje planare. Përveç kësaj, performanca në frekuenca të larta është më e mirë se ajo e strukturave me mikroshirit dhe ka veti të shpërndarjes së valëpërçuesve. Siç tregohet në Figurën 1;
Udhëzimet e projektimit SIW
Udhëzuesit e valëve të integruara në substrat (SIW) janë struktura të integruara të ngjashme me udhëzuesit e valëve të prodhuara duke përdorur dy rreshta viash metalike të ngulitura në një dielektrik që lidh dy pllaka metalike paralele. Rreshtat e vrimave metalike formojnë muret anësore. Kjo strukturë ka karakteristikat e linjave mikrostrip dhe udhëzuesve të valëve. Procesi i prodhimit është gjithashtu i ngjashëm me strukturat e tjera të shtypura të sheshta. Një gjeometri tipike SIW tregohet në Figurën 2.1, ku gjerësia e saj (domethënë ndarja midis viave në drejtimin anësor (as)), diametri i viave (d) dhe gjatësia e hapit (p) përdoren për të projektuar strukturën SIW. Parametrat më të rëndësishëm gjeometrikë (të treguar në Figurën 2.1) do të shpjegohen në seksionin tjetër. Vini re se mënyra dominuese është TE10, ashtu si udhëzuesi drejtkëndor i valëve. Marrëdhënia midis frekuencës së ndërprerjes fc të udhëzuesve të valëve të mbushur me ajër (AFWG) dhe udhëzuesve të valëve të mbushur me dielektrik (DFWG) dhe dimensioneve a dhe b është pika e parë e projektimit SIW. Për udhëzuesit e valëve të mbushur me ajër, frekuenca e ndërprerjes është siç tregohet në formulën më poshtë.
Struktura bazë e SIW dhe formula e llogaritjes[1]
ku c është shpejtësia e dritës në hapësirën e lirë, m dhe n janë modat, a është madhësia më e gjatë e valëpërçuesit dhe b është madhësia më e shkurtër e valëpërçuesit. Kur valëpërçuesi punon në modalitetin TE10, mund të thjeshtohet në fc=c/2a; kur valëpërçuesi është i mbushur me dielektrik, gjatësia e anës së gjerë a llogaritet nga ad=a/Sqrt(εr), ku εr është konstantja dielektrike e mjedisit; në mënyrë që SIW të funksionojë në modalitetin TE10, hapësira e vrimave p, diametri d dhe ana e gjerë 6 duhet të plotësojnë formulën në pjesën e sipërme të djathtë të figurës më poshtë, dhe ka gjithashtu formula empirike të d<λg dhe p<2d [2];
ku λg është gjatësia e valës së udhëhequr: Në të njëjtën kohë, trashësia e substratit nuk do të ndikojë në projektimin e madhësisë SIW, por do të ndikojë në humbjen e strukturës, kështu që duhet të merren në konsideratë avantazhet e humbjeve të ulëta të substrateve me trashësi të lartë.
Konvertimi nga mikrostrip në SIW
Kur një strukturë mikrostripi duhet të lidhet me një SIW, tranzicioni i mikrostripit konik është një nga metodat kryesore të preferuara të tranzicionit, dhe tranzicioni konik zakonisht ofron një përputhje me brez të gjerë krahasuar me tranzicionet e tjera të shtypura. Një strukturë tranzicioni e projektuar mirë ka reflektime shumë të ulëta, dhe humbja e futjes shkaktohet kryesisht nga humbjet dielektrike dhe të përçuesve. Përzgjedhja e materialeve të substratit dhe përçuesve përcakton kryesisht humbjen e tranzicionit. Meqenëse trashësia e substratit pengon gjerësinë e linjës së mikrostripit, parametrat e tranzicionit konik duhet të rregullohen kur trashësia e substratit ndryshon. Një lloj tjetër i valëpërçuesit koplanar të tokëzuar (GCPW) është gjithashtu një strukturë e linjës së transmetimit e përdorur gjerësisht në sistemet me frekuencë të lartë. Përçuesit anësorë afër linjës së ndërmjetme të transmetimit shërbejnë gjithashtu si tokëzim. Duke rregulluar gjerësinë e ushqyesit kryesor dhe hendekun me tokëzimin anësor, mund të merret impedanca karakteristike e kërkuar.
Mikrostrip në SIW dhe GCPW në SIW
Figura më poshtë është një shembull i projektimit të mikroshiritit në SIW. Mjeti i përdorur është Rogers3003, konstanta dielektrike është 3.0, vlera e vërtetë e humbjes është 0.001 dhe trashësia është 0.127 mm. Gjerësia e ushqyesit në të dy skajet është 0.28 mm, që përputhet me gjerësinë e ushqyesit të antenës. Diametri i vrimës është d=0.4 mm dhe hapësira p=0.6 mm. Madhësia e simulimit është 50 mm*12 mm*0.127 mm. Humbja e përgjithshme në brezin e kalimit është rreth 1.5 dB (e cila mund të reduktohet më tej duke optimizuar hapësirën e anës së gjerë).
Struktura SIW dhe parametrat e saj S
Shpërndarja e fushës elektrike @79GHz
Koha e postimit: 18 janar 2024
