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रडार एंटेना में ऊर्जा रूपांतरण

माइक्रोवेव सर्किट या सिस्टम में, संपूर्ण 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 है। संपूर्ण ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया में, एक महत्वपूर्ण हिस्सा कनवर्टर का डिज़ाइन है। मिलीमीटर वेव सिस्टम 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 डिजाइन पर केंद्रित होगा।

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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 माउंट घटकों के साथ उच्च एकीकरण हैं। एक विशिष्ट माइक्रोस्ट्रिप लाइन एक ढांकता हुआ परत सब्सट्रेट के एक तरफ कंडक्टर का उपयोग करके बनाई जाती है, जो दूसरी तरफ एक एकल ग्राउंड प्लेन बनाती है, जिसके ऊपर हवा होती है। शीर्ष कंडक्टर मूल रूप से एक प्रवाहकीय सामग्री (आमतौर पर तांबा) है जो एक संकीर्ण तार के आकार का होता है। लाइन की चौड़ाई, मोटाई, सापेक्ष पारगम्यता और सब्सट्रेट की ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं। इसके अतिरिक्त, कंडक्टर की मोटाई (यानी, धातुकरण मोटाई) और कंडक्टर की चालकता भी उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण हैं। इन मापदंडों पर ध्यान से विचार करके और अन्य उपकरणों के लिए मूल इकाई के रूप में माइक्रोस्ट्रिप लाइनों का उपयोग करके, कई मुद्रित माइक्रोवेव डिवाइस और घटक डिज़ाइन किए जा सकते हैं, जैसे कि फ़िल्टर, कपलर, पावर डिवाइडर/कॉम्बिनर, मिक्सर, आदि। हालाँकि जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है (अपेक्षाकृत उच्च माइक्रोवेव आवृत्तियों पर जाने पर) ट्रांसमिशन हानियाँ बढ़ती हैं और विकिरण होता है। इसलिए, आयताकार वेवगाइड जैसे खोखले ट्यूब वेवगाइड को उच्च आवृत्तियों (कोई विकिरण नहीं) पर कम नुकसान के कारण पसंद किया जाता है। वेवगाइड का आंतरिक भाग आमतौर पर हवा होता है। लेकिन अगर वांछित हो, तो इसे डाइइलेक्ट्रिक सामग्री से भरा जा सकता है, जिससे इसे गैस से भरे वेवगाइड की तुलना में छोटा क्रॉस-सेक्शन मिलता है। हालांकि, खोखले ट्यूब वेवगाइड अक्सर भारी होते हैं, विशेष रूप से कम आवृत्तियों पर भारी हो सकते हैं, उच्च विनिर्माण आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है और महंगे होते हैं, और उन्हें प्लेनर मुद्रित संरचनाओं के साथ एकीकृत नहीं किया जा सकता है।

आरएफएमआईएसओ माइक्रोस्ट्रिप एंटीना उत्पाद:

आरएम-MA25527-22,25.5-27GHz

आरएम-MA425435-22,4.25-4.35GHz

दूसरा माइक्रोस्ट्रिप संरचना और वेवगाइड के बीच एक हाइब्रिड मार्गदर्शन संरचना है, जिसे सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW) कहा जाता है। SIW एक एकीकृत वेवगाइड जैसी संरचना है जो एक ढांकता हुआ पदार्थ पर निर्मित होती है, जिसमें ऊपर और नीचे कंडक्टर होते हैं और साइडवॉल बनाने वाले दो धातु के विया 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 प्लानर उपकरणों के साथ एकीकृत किया जा सकता है। इसके अलावा, उच्च आवृत्तियों पर प्रदर्शन माइक्रोस्ट्रिप संरचनाओं की तुलना में बेहतर है और इसमें वेवगाइड फैलाव गुण हैं। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है;

एसआईडब्लू डिज़ाइन दिशानिर्देश

सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (एसआईडब्ल्यू) एकीकृत वेवगाइड जैसी संरचनाएं हैं, जो दो समानांतर धातु प्लेटों को जोड़ने वाले डाइइलेक्ट्रिक में एम्बेडेड धातु के विआस की दो पंक्तियों का उपयोग करके बनाई गई हैं। धातु के छिद्रों की पंक्तियां पार्श्व दीवारों का निर्माण करती हैं। इस संरचना में माइक्रोस्ट्रिप लाइनों और वेवगाइड की विशेषताएं हैं। विनिर्माण प्रक्रिया भी अन्य मुद्रित फ्लैट संरचनाओं के समान है। एक सामान्य एसआईडब्ल्यू ज्यामिति चित्र 2.1 में दिखाई गई है, जहां इसकी चौड़ाई (यानी पार्श्व दिशा में विआस के बीच अलगाव (एएस)), विआस का व्यास (डी) और पिच की लंबाई (पी) का उपयोग एसआईडब्ल्यू 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

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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 डाइइलेक्ट्रिक से भर जाता है, तो ब्रॉडसाइड 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 चौड़ी भुजा as को नीचे दिए गए चित्र के ऊपरी दाईं ओर के सूत्र को संतुष्ट करना चाहिए, और d<λg और p<2d [2] के अनुभवजन्य सूत्र भी हैं;

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

माइक्रोस्ट्रिप से SIW रूपांतरण
जब एक माइक्रोस्ट्रिप संरचना को SIW से कनेक्ट करने 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 सम्मिलन हानि मुख्य रूप से ढांकता हुआ और कंडक्टर नुकसान के कारण होती है। सब्सट्रेट और कंडक्टर सामग्री का चयन मुख्य रूप से संक्रमण के नुकसान 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। मध्यवर्ती ट्रांसमिशन लाइन के करीब साइड कंडक्टर भी ग्राउंड के रूप में काम करते हैं। मुख्य फीडर की चौड़ाई और साइड ग्राउंड के अंतराल को समायोजित करके, आवश्यक विशेषता प्रतिबाधा प्राप्त की जा सकती है।

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माइक्रोस्ट्रिप से SIW और GCPW से SIW

नीचे दिया गया चित्र SIW के लिए माइक्रोस्ट्रिप के डिज़ाइन का एक उदाहरण है। इस्तेमाल किया गया 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। छेद का व्यास d=0.4 मिमी है, और अंतर p=0.6 मिमी है। सिमुलेशन का आकार 50 मिमी*12 मिमी*0.127 मिमी है। पासबैंड में कुल हानि लगभग 1.5dB है (जिसे चौड़ी तरफ की दूरी को अनुकूलित करके और कम किया जा सकता है)।

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एसआईडब्लू संरचना और इसके एस पैरामीटर

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विद्युत क्षेत्र वितरण@79GHz


पोस्ट करने का समय: जनवरी-18-2024

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