समाचार - रडार एंटेना में ऊर्जा रूपांतरण

माइक्रोवेव सर्किट या सिस्टम में, पूरा सर्किट या सिस्टम अक्सर कई बुनियादी माइक्रोवेव उपकरणों जैसे फिल्टर, कपलर, पावर डिवाइडर आदि से बना होता है। यह आशा की जाती है कि इन उपकरणों के माध्यम से, न्यूनतम हानि के साथ सिग्नल पावर को एक बिंदु से दूसरे तक कुशलतापूर्वक संचारित करना संभव है;

संपूर्ण वाहन रडार प्रणाली में, ऊर्जा रूपांतरण में मुख्य रूप से चिप से पीसीबी बोर्ड पर फीडर तक ऊर्जा का स्थानांतरण, फीडर का एंटीना बॉडी में स्थानांतरण और एंटीना द्वारा ऊर्जा का कुशल विकिरण शामिल होता है। संपूर्ण ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया में, कनवर्टर का डिज़ाइन एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। मिलीमीटर तरंग प्रणालियों में कन्वर्टर्स में मुख्य रूप से माइक्रोस्ट्रिप से सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW) रूपांतरण, माइक्रोस्ट्रिप से वेवगाइड रूपांतरण, SIW से वेवगाइड रूपांतरण, कोएक्सियल से वेवगाइड रूपांतरण, वेवगाइड से वेवगाइड रूपांतरण और विभिन्न प्रकार के वेवगाइड रूपांतरण शामिल हैं। यह अंक माइक्रोबैंड SIW रूपांतरण डिज़ाइन पर केंद्रित होगा।

विभिन्न प्रकार की परिवहन संरचनाएँ

माइक्रोस्ट्रिपअपेक्षाकृत कम माइक्रोवेव आवृत्तियों पर सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली गाइड संरचनाओं में से एक है। इसके मुख्य लाभ सरल संरचना, कम लागत और सतह पर लगे घटकों के साथ उच्च एकीकरण हैं। एक विशिष्ट माइक्रोस्ट्रिप लाइन, परावैद्युत परत वाले सब्सट्रेट के एक ओर कंडक्टरों का उपयोग करके बनाई जाती है, जिससे दूसरी ओर एक एकल ग्राउंड प्लेन बनता है, जिसके ऊपर हवा होती है। शीर्ष कंडक्टर मूल रूप से एक चालक पदार्थ (आमतौर पर तांबा) होता है जो एक संकीर्ण तार के आकार का होता है। लाइन की चौड़ाई, मोटाई, सापेक्ष विद्युतशीलता और सब्सट्रेट की परावैद्युत हानि स्पर्शज्या महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं। इसके अतिरिक्त, कंडक्टर की मोटाई (अर्थात, धातुकरण मोटाई) और कंडक्टर की चालकता भी उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण होती है। इन मापदंडों पर सावधानीपूर्वक विचार करके और अन्य उपकरणों के लिए माइक्रोस्ट्रिप लाइनों को मूल इकाई के रूप में उपयोग करके, कई मुद्रित माइक्रोवेव उपकरण और घटक डिज़ाइन किए जा सकते हैं, जैसे फ़िल्टर, कपलर, पावर डिवाइडर/कॉम्बिनर, मिक्सर, आदि। हालाँकि, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है (अपेक्षाकृत उच्च माइक्रोवेव आवृत्तियों पर जाने पर) संचरण हानियाँ बढ़ती हैं और विकिरण होता है। इसलिए, उच्च आवृत्तियों (कोई विकिरण नहीं) पर कम हानियों के कारण आयताकार वेवगाइड जैसे खोखले ट्यूब वेवगाइड को प्राथमिकता दी जाती है। वेवगाइड का आंतरिक भाग आमतौर पर हवा का होता है। लेकिन यदि वांछित हो, तो इसे परावैद्युत पदार्थ से भरा जा सकता है, जिससे इसका अनुप्रस्थ काट गैस से भरे वेवगाइड की तुलना में छोटा हो जाता है। हालाँकि, खोखले ट्यूब वेवगाइड अक्सर भारी होते हैं, विशेष रूप से कम आवृत्तियों पर भारी हो सकते हैं, उच्च निर्माण आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है और महंगे होते हैं, और इन्हें समतल मुद्रित संरचनाओं के साथ एकीकृत नहीं किया जा सकता है।

RFMISO माइक्रोस्ट्रिप एंटीना उत्पाद：

आरएम-MA25527-22,25.5-27GHz

आरएम-MA425435-22,4.25-4.35GHz

दूसरी संरचना माइक्रोस्ट्रिप संरचना और वेवगाइड के बीच एक संकर मार्गदर्शन संरचना है, जिसे सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW) कहा जाता है। SIW एक एकीकृत वेवगाइड जैसी संरचना होती है जो परावैद्युत पदार्थ पर निर्मित होती है, जिसके ऊपर और नीचे चालक होते हैं और पार्श्व दीवारों पर दो धातु विआस की एक रैखिक सरणी होती है। माइक्रोस्ट्रिप और वेवगाइड संरचनाओं की तुलना में, SIW लागत-प्रभावी है, इसकी निर्माण प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसान है, और इसे समतल उपकरणों के साथ एकीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, उच्च आवृत्तियों पर इसका प्रदर्शन माइक्रोस्ट्रिप संरचनाओं की तुलना में बेहतर होता है और इसमें वेवगाइड फैलाव गुण होते हैं। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है;

SIW डिज़ाइन दिशानिर्देश

सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW) एकीकृत वेवगाइड जैसी संरचनाएं हैं, जो दो समानांतर धातु प्लेटों को जोड़ने वाले एक डाइइलेक्ट्रिक में एम्बेडेड धातु विआस की दो पंक्तियों का उपयोग करके बनाई जाती हैं। धातु के छिद्रों की पंक्तियाँ पार्श्व दीवारें बनाती हैं। इस संरचना में माइक्रोस्ट्रिप लाइनों और वेवगाइड की विशेषताएं हैं। विनिर्माण प्रक्रिया भी अन्य मुद्रित फ्लैट संरचनाओं के समान है। एक विशिष्ट SIW ज्यामिति चित्र 2.1 में दिखाई गई है, जहाँ इसकी चौड़ाई (यानी पार्श्व दिशा में विआस के बीच अलगाव (as)), विआस का व्यास (d) और पिच की लंबाई (p) का उपयोग SIW संरचना को डिजाइन करने के लिए किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण ज्यामितीय मापदंडों (चित्र 2.1 में दिखाया गया है) को अगले अनुभाग में समझाया जाएगा। ध्यान दें कि प्रमुख मोड TE10 है वायु-भरे वेवगाइड के लिए, कटऑफ आवृत्ति नीचे दिए गए सूत्र में दर्शाई गई है

SIW मूल संरचना और गणना सूत्र[1]

जहां c मुक्त स्थान में प्रकाश की गति है, m और n मोड हैं, a लंबा वेवगाइड आकार है, और b छोटा वेवगाइड आकार है। जब वेवगाइड TE10 मोड में काम करता है, तो इसे fc=c/2a तक सरल किया जा सकता है; जब वेवगाइड को डाइइलेक्ट्रिक से भर दिया जाता है, तो ब्रॉडसाइड की लंबाई a की गणना ad=a/Sqrt(εr) द्वारा की जाती है, जहां εr माध्यम का डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक है; SIW को TE10 मोड में काम करने के लिए, छेद के बीच की दूरी p, व्यास d और चौड़ा पक्ष as नीचे दिए गए आंकड़े के ऊपरी दाईं ओर के सूत्र को संतुष्ट करना चाहिए, और d<λg और p<2d [2] के अनुभवजन्य सूत्र भी हैं;

जहां λg निर्देशित तरंग तरंगदैर्ध्य है: साथ ही, सब्सट्रेट की मोटाई SIW आकार के डिजाइन को प्रभावित नहीं करेगी, लेकिन यह संरचना के नुकसान को प्रभावित करेगी, इसलिए उच्च मोटाई वाले सब्सट्रेट के कम नुकसान वाले फायदे पर विचार किया जाना चाहिए।

माइक्रोस्ट्रिप से SIW रूपांतरण
जब एक माइक्रोस्ट्रिप संरचना को SIW से जोड़ने की आवश्यकता होती है, तो टेपर्ड माइक्रोस्ट्रिप संक्रमण मुख्य पसंदीदा संक्रमण विधियों में से एक है, और टेपर्ड संक्रमण आमतौर पर अन्य मुद्रित संक्रमणों की तुलना में एक ब्रॉडबैंड मैच प्रदान करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई संक्रमण संरचना में बहुत कम प्रतिबिंब होते हैं, और निवेशन हानि मुख्य रूप से ढांकता हुआ और कंडक्टर नुकसान के कारण होती है। सब्सट्रेट और कंडक्टर सामग्री का चयन मुख्य रूप से संक्रमण की हानि को निर्धारित करता है। चूंकि सब्सट्रेट की मोटाई माइक्रोस्ट्रिप लाइन की चौड़ाई में बाधा डालती है, इसलिए सब्सट्रेट की मोटाई में परिवर्तन होने पर टेपर्ड संक्रमण के मापदंडों को समायोजित किया जाना चाहिए। एक अन्य प्रकार का ग्राउंडेड कोप्लानर वेवगाइड (GCPW) भी उच्च आवृत्ति प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली ट्रांसमिशन लाइन संरचना है।

माइक्रोस्ट्रिप से SIW और GCPW से SIW

नीचे दिया गया चित्र SIW के लिए माइक्रोस्ट्रिप डिज़ाइन का एक उदाहरण है। इसमें प्रयुक्त माध्यम रोजर्स 3003 है, परावैद्युत स्थिरांक 3.0 है, वास्तविक हानि मान 0.001 है, और मोटाई 0.127 मिमी है। दोनों सिरों पर फीडर की चौड़ाई 0.28 मिमी है, जो एंटीना फीडर की चौड़ाई से मेल खाती है। थ्रू होल का व्यास d=0.4 मिमी है, और अंतराल p=0.6 मिमी है। सिमुलेशन आकार 50 मिमी*12 मिमी*0.127 मिमी है। पासबैंड में कुल हानि लगभग 1.5dB है (जिसे चौड़े किनारों के अंतराल को अनुकूलित करके और कम किया जा सकता है)।