Mikrohullámú áramkörökben vagy rendszerekben a teljes áramkör vagy rendszer gyakran számos alapvető mikrohullámú eszközből áll, mint például szűrők, csatolók, teljesítményelosztók stb. Remélhetőleg ezeken az eszközökön keresztül hatékonyan lehet továbbítani a jel teljesítményét egyik pontból a másikba minimális veszteséggel;
A teljes járműradar-rendszerben az energiaátalakítás főként az energia átvitelét jelenti a chipről a NYÁK-panelen lévő betáplálóra, a betápláló átvitelét az antenna testére, valamint az antenna hatékony energiakibocsátását. A teljes energiaátadási folyamatban fontos szerepet játszik az átalakító kialakítása. A milliméteres hullámú rendszerekben található átalakítók főként mikrocsík-szubsztrát integrált hullámvezető (SIW) átalakítást, mikrocsík-hullámvezető átalakítást, SIW-hullámvezető átalakítást, koaxiális-hullámvezető átalakítást, hullámvezető-hullámvezető átalakítást és a hullámvezető átalakítások különböző típusait foglalják magukban. Ez a szám a mikrosávú SIW átalakítás tervezésére összpontosít.
Különböző típusú közlekedési struktúrák
Mikrocsíkaz egyik legszélesebb körben használt vezetőszerkezet viszonylag alacsony mikrohullámú frekvenciákon. Fő előnyei az egyszerű szerkezet, az alacsony költség és a felületszerelt alkatrészekkel való magas szintű integráció. Egy tipikus mikrocsíkvezetéket egy dielektromos réteg szubsztrát egyik oldalán lévő vezetőkből alakítanak ki, amelyek egyetlen földelő síkot alkotnak a másik oldalon, felette levegővel. A felső vezető alapvetően egy vezető anyag (általában réz), amelyet keskeny vezetékké alakítanak. A vonal szélessége, vastagsága, relatív permittivitása és a szubsztrát dielektromos veszteségi tangense fontos paraméterek. Ezenkívül a vezető vastagsága (azaz a fémezés vastagsága) és a vezető vezetőképessége is kritikus a magasabb frekvenciákon. Ezen paraméterek gondos mérlegelésével és a mikrocsíkvezetékek más eszközök alapegységeként való használatával számos nyomtatott mikrohullámú eszköz és alkatrész tervezhető, például szűrők, csatolók, teljesítményelosztók/-közvetítők, keverők stb. A frekvencia növekedésével (viszonylag magas mikrohullámú frekvenciákra való áttéréskor) azonban az átviteli veszteségek nőnek, és sugárzás keletkezik. Ezért az üreges cső hullámvezetők, például a téglalap alakú hullámvezetők előnyösebbek a kisebb veszteségek miatt magasabb frekvenciákon (nincs sugárzás). A hullámvezető belseje általában levegő. De igény szerint dielektromos anyaggal is tölthető, így kisebb keresztmetszetű lesz, mint egy gázzal töltött hullámvezető. Az üreges csöves hullámvezetők azonban gyakran nagyok, nehezek lehetnek, különösen alacsonyabb frekvenciákon, magasabb gyártási követelményeket igényelnek, drágák, és nem integrálhatók sík nyomtatott szerkezetekbe.
RFMISO MIKROSTRIP ANTENNA TERMÉKEK：
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22,4,25-4,35 GHz
A másik egy hibrid vezetőszerkezet egy mikrocsík-szerkezet és egy hullámvezető között, amelyet szubsztrát integrált hullámvezetőnek (SIW) neveznek. Az SIW egy integrált hullámvezető-szerű szerkezet, amelyet dielektromos anyagból készítenek, tetején és alján vezetőkkel, az oldalfalakat pedig két fém furat lineáris elrendezése alkotja. A mikrocsík- és hullámvezető szerkezetekhez képest az SIW költséghatékony, viszonylag egyszerű gyártási folyamattal rendelkezik, és síkeszközökkel integrálható. Ezenkívül a magas frekvenciákon a teljesítmény jobb, mint a mikrocsík-szerkezeteké, és hullámvezető diszperziós tulajdonságokkal rendelkezik. Amint az 1. ábrán látható;
SIW tervezési irányelvek
Az aljzattal integrált hullámvezetők (SIW-k) integrált hullámvezetőszerű szerkezetek, amelyeket két sor fém furatból állítanak elő, amelyeket egy dielektrikumba ágyaznak, és két párhuzamos fémlemezt kötnek össze. Az oldalfalakat fém átmenőfuratsorok alkotják. Ez a szerkezet a mikrocsíkvonalak és a hullámvezetők jellemzőivel rendelkezik. A gyártási folyamat hasonló más nyomtatott síkszerkezetekhez is. Egy tipikus SIW geometriát mutat a 2.1. ábra, ahol a szélességét (azaz a furatok közötti távolságot oldalirányban (as)), a furatok átmérőjét (d) és a menetemelkedés hosszát (p) használják az SIW szerkezet tervezéséhez. A legfontosabb geometriai paramétereket (a 2.1. ábrán látható) a következő szakaszban ismertetjük. Megjegyezzük, hogy a domináns módus a TE10, akárcsak a téglalap alakú hullámvezető esetében. A levegővel töltött hullámvezetők (AFWG) és a dielektromos töltésű hullámvezetők (DFWG) határfrekvenciája fc, valamint az a és b méretek közötti kapcsolat az SIW tervezésének első pontja. Levegővel töltött hullámvezetők esetén a határfrekvenciát az alábbi képlet mutatja.
Az SIW alapszerkezete és számítási képlete[1]
ahol c a fénysebesség szabad térben, m és n a módusok, a a hosszabb hullámvezető mérete, b pedig a rövidebb hullámvezető mérete. Amikor a hullámvezető TE10 módban működik, ez fc=c/2a-ra egyszerűsíthető; amikor a hullámvezető dielektromos anyaggal van kitöltve, az a széles oldalhosszúság a következőképpen számítható ki: ad=a/Sqrt(εr), ahol εr a közeg dielektromos állandója; ahhoz, hogy a SIW TE10 módban működjön, az átmenőfurat-távolságnak (p), az átmérőnek (d) és a széles oldalnak (as) meg kell felelnie az alábbi ábra jobb felső sarkában található képletnek, valamint d<λg és p<2d empirikus képletek is rendelkezésre állnak [2];
ahol λg a vezetett hullám hullámhossza: Ugyanakkor az aljzat vastagsága nem befolyásolja az SIW méretének kialakítását, de befolyásolja a szerkezet veszteségét, ezért figyelembe kell venni a nagy vastagságú aljzatok alacsony veszteséggel járó előnyeit.
Mikrocsík SIW-vé alakítása
Amikor egy mikrocsík-struktúrát egy SIW-hez kell csatlakoztatni, a kúpos mikrocsík-átmenet az egyik fő előnyben részesített átmeneti módszer, és a kúpos átmenet általában szélessávú illeszkedést biztosít más nyomtatott átmenetekhez képest. Egy jól megtervezett átmeneti struktúra nagyon alacsony visszaverődésekkel rendelkezik, és a beillesztési veszteséget elsősorban a dielektromos és vezetőveszteségek okozzák. Az aljzat és a vezetőanyagok kiválasztása főként az átmenet veszteségét határozza meg. Mivel az aljzat vastagsága akadályozza a mikrocsík-vonal szélességét, a kúpos átmenet paramétereit az aljzat vastagságának változásával kell módosítani. Egy másik típusú földelt koplanáris hullámvezető (GCPW) szintén széles körben használt távvezeték-struktúra a nagyfrekvenciás rendszerekben. A közbenső távvezetékhez közeli oldalsó vezetők földként is szolgálnak. A fő betápláló szélességének és az oldalsó földhöz viszonyított rés beállításával elérhető a kívánt karakterisztikus impedancia.
Mikrocsík SIW-re és GCPW SIW-re
Az alábbi ábra a mikrocsík SIW-vé alakításának tervét mutatja be. A használt közeg Rogers3003, a dielektromos állandó 3,0, a valódi veszteségi érték 0,001, a vastagság pedig 0,127 mm. Az antenna adagolójának szélessége mindkét végén 0,28 mm, ami megegyezik az antenna adagolójának szélességével. Az átmenő furat átmérője d = 0,4 mm, a távolság pedig p = 0,6 mm. A szimulációs méret 50 mm * 12 mm * 0,127 mm. Az áteresztő sávban az összveszteség körülbelül 1,5 dB (ami tovább csökkenthető a széles oldali távolság optimalizálásával).
SIW struktúra és S paraméterei
Elektromos tér eloszlása @ 79 GHz
Közzététel ideje: 2024. január 18.
