वेवगाइड के प्रतिबाधा मिलान को कैसे प्राप्त करें? माइक्रोस्ट्रिप एंटीना सिद्धांत में ट्रांसमिशन लाइन सिद्धांत से, हम जानते हैं कि अधिकतम शक्ति संचरण और न्यूनतम परावर्तन हानि प्राप्त करने के लिए ट्रांसमिशन लाइनों के बीच या ट्रांसमिशन लाइनों और भार के बीच प्रतिबाधा मिलान प्राप्त करने हेतु उपयुक्त श्रृंखला या समानांतर ट्रांसमिशन लाइनों का चयन किया जा सकता है। माइक्रोस्ट्रिप लाइनों में प्रतिबाधा मिलान का समान सिद्धांत वेवगाइड में प्रतिबाधा मिलान पर लागू होता है। वेवगाइड सिस्टम में परावर्तन प्रतिबाधा बेमेल का कारण बन सकता है। जब प्रतिबाधा में गिरावट होती है, तो समाधान ट्रांसमिशन लाइनों के लिए समान होता है, अर्थात, आवश्यक मूल्य को बदलना, बेमेल को दूर करने के लिए वेवगाइड में पूर्व-गणना बिंदुओं पर गांठदार प्रतिबाधा रखी जाती है, जिससे प्रतिबिंबों के प्रभाव को समाप्त किया जा सकता है।
चित्र 1: वेवगाइड आईरिस और समतुल्य सर्किट, (ए) कैपेसिटिव; (बी) इंडक्टिव; (सी) अनुनाद।
आकृति 1 विभिन्न प्रकार के प्रतिबाधा मिलान को दर्शाती है, जो दिखाए गए किसी भी रूप को ले सकती है और कैपेसिटिव, इंडक्टिव या अनुनाद हो सकती है। गणितीय विश्लेषण जटिल है, लेकिन भौतिक स्पष्टीकरण नहीं है। आकृति में पहली कैपेसिटिव धातु पट्टी पर विचार करते हुए, यह देखा जा सकता है कि वेवगाइड (प्रमुख मोड में) की ऊपरी और निचली दीवारों के बीच मौजूद क्षमता अब दो धातु सतहों के बीच निकटता में मौजूद है, इसलिए समाई है बिंदु बढ़ता है। इसके विपरीत, आकृति 1 बी में धातु ब्लॉक वर्तमान को प्रवाहित करने की अनुमति देता है जहां यह पहले प्रवाहित नहीं हुआ था। धातु ब्लॉक के जुड़ने के कारण पहले से बढ़ाए गए विद्युत क्षेत्र के विमान में करंट प्रवाहित होगा। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा भंडारण होता है और वेवगाइड के उस बिंदु पर प्रेरकत्व बढ़ जाता है। इसके अलावा, यदि आकृति सी में धातु की अंगूठी के आकार और स्थिति को उचित रूप से डिज़ाइन किया गया है इसका मतलब है कि मुख्य मोड का प्रतिबाधा मिलान और ट्यूनिंग बहुत अच्छा है, और इस मोड का शंटिंग प्रभाव नगण्य होगा। हालाँकि, अन्य मोड या आवृत्तियाँ क्षीण हो जाएँगी, इसलिए अनुनाद धातु वलय एक बैंडपास फ़िल्टर और एक मोड फ़िल्टर दोनों के रूप में कार्य करता है।
चित्र 2:(a)वेवगाइड पोस्ट;(b)दो-स्क्रू मैचर
ट्यूनिंग का एक और तरीका ऊपर दिखाया गया है, जहाँ एक बेलनाकार धातु का खंभा वेवगाइड के एक चौड़े किनारे से अंदर की ओर फैला होता है, और उस बिंदु पर एक धातु की पट्टी के समान प्रभाव प्रदान करता है। धातु का खंभा धारिता या प्रेरणिक हो सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वह वेवगाइड में कितनी दूर तक फैला है। अनिवार्य रूप से, इस मिलान विधि में यह है कि जब ऐसा धातु का खंभा वेवगाइड में थोड़ा सा फैला होता है, तो वह उस बिंदु पर एक धारिता ग्रहणशीलता प्रदान करता है, और यह ग्रहणशीलता तब तक बढ़ती रहती है जब तक कि प्रवेश तरंगदैर्घ्य का लगभग एक चौथाई न हो जाए। इस बिंदु पर, श्रेणी अनुनाद होता है। धातु के खंभे के और अधिक प्रवेश के परिणामस्वरूप एक प्रेरणिक ग्रहणशीलता प्राप्त होती है जो प्रवेश के अधिक पूर्ण होने पर घटती जाती है। मध्य बिंदु स्थापना पर अनुनाद तीव्रता स्तंभ के व्यास के व्युत्क्रमानुपाती होती है और इसे एक फ़िल्टर के रूप में उपयोग किया जा सकता है, हालाँकि, इस स्थिति में इसका उपयोग उच्च क्रम मोड संचारित करने के लिए एक बैंड स्टॉप फ़िल्टर के रूप में किया जाता है। धातु की पट्टियों की प्रतिबाधा बढ़ाने की तुलना में, धातु के खंभों का उपयोग करने का एक बड़ा लाभ यह है कि इन्हें समायोजित करना आसान होता है। उदाहरण के लिए, कुशल वेवगाइड मिलान प्राप्त करने के लिए दो स्क्रू का उपयोग ट्यूनिंग डिवाइस के रूप में किया जा सकता है।
प्रतिरोधक भार और क्षीणक:
किसी भी अन्य संचरण प्रणाली की तरह, वेवगाइड्स को भी कभी-कभी पूर्ण प्रतिबाधा मिलान और ट्यून्ड लोड की आवश्यकता होती है ताकि वे बिना परावर्तन के आने वाली तरंगों को पूरी तरह अवशोषित कर सकें और आवृत्ति के प्रति असंवेदनशील हों। ऐसे टर्मिनलों का एक अनुप्रयोग वास्तव में कोई शक्ति विकिरण किए बिना सिस्टम पर विभिन्न शक्ति मापन करना है।
चित्र 3 वेवगाइड प्रतिरोध भार (ए) एकल टेपर (बी) दोहरा टेपर
सबसे आम प्रतिरोधक समापन तरंगपथिका के अंत में स्थापित हानिपूर्ण परावैद्युत का एक खंड होता है और इसे पतला किया जाता है (जिसका सिरा आने वाली तरंग की ओर इंगित होता है) ताकि परावर्तन न हो। यह हानिपूर्ण माध्यम तरंगपथिका की पूरी चौड़ाई घेर सकता है, या यह तरंगपथिका के अंत के केवल केंद्र को घेर सकता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। यह टेपर एकल या दोहरा टेपर हो सकता है और आम तौर पर इसकी लंबाई λp/2 होती है, जिसकी कुल लंबाई लगभग दो तरंगदैर्ध्य की होती है। आम तौर पर यह कांच जैसी परावैद्युत प्लेटों से बना होता है, जिन पर बाहर की तरफ कार्बन फिल्म या वाटर ग्लास की परत चढ़ी होती है। उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए, ऐसे टर्मिनलों में वेवगाइड के बाहर हीट सिंक जोड़े जा सकते हैं
चित्र 4 चल फलक क्षीणक
जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, परावैद्युत क्षीणकों को हटाने योग्य बनाया जा सकता है। वेवगाइड के मध्य में रखे जाने पर, इसे वेवगाइड के केंद्र से पार्श्व में ले जाया जा सकता है, जहां यह सबसे अधिक क्षीणन प्रदान करेगा, किनारों तक, जहां क्षीणन बहुत कम हो जाता है क्योंकि प्रमुख मोड की विद्युत क्षेत्र शक्ति बहुत कम होती है।
वेवगाइड में क्षीणन:
वेवगाइड के ऊर्जा क्षीणन में मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
1. आंतरिक वेवगाइड असंतत्यों या गलत संरेखित वेवगाइड खंडों से परावर्तन
2. वेवगाइड दीवारों में प्रवाहित धारा के कारण होने वाली हानियाँ
3. भरे हुए वेवगाइड में परावैद्युत हानियाँ
अंतिम दो, समाक्षीय रेखाओं में संगत हानियों के समान हैं और दोनों ही अपेक्षाकृत कम हैं। यह हानि दीवार की सामग्री और उसकी खुरदरापन, प्रयुक्त परावैद्युत और आवृत्ति (त्वचा प्रभाव के कारण) पर निर्भर करती है। पीतल की नलिका के लिए, यह सीमा 5 GHz पर 4 dB/100m से लेकर 10 GHz पर 12 dB/100m तक होती है, लेकिन एल्यूमीनियम की नलिका के लिए, यह सीमा कम होती है। चांदी-लेपित वेवगाइड के लिए, हानियाँ आमतौर पर 35 GHz पर 8 dB/100m, 70 GHz पर 30 dB/100m और 200 GHz पर लगभग 500 dB/100m होती हैं। हानियों को कम करने के लिए, विशेष रूप से उच्चतम आवृत्तियों पर, वेवगाइड को कभी-कभी (आंतरिक रूप से) सोने या प्लैटिनम से मढ़ा जाता है।
जैसा कि पहले ही बताया जा चुका है, वेवगाइड एक उच्च-पास फिल्टर की तरह काम करता है। हालाँकि वेवगाइड स्वयं लगभग क्षतिरहित होता है, लेकिन कटऑफ आवृत्ति से नीचे की आवृत्तियाँ गंभीर रूप से क्षीण हो जाती हैं। यह क्षीणन प्रसार के बजाय वेवगाइड के मुख पर परावर्तन के कारण होता है।
वेवगाइड युग्मन:
वेवगाइड युग्मन आमतौर पर फ्लैंज के माध्यम से होता है जब वेवगाइड के टुकड़े या घटक एक साथ जुड़ते हैं। इस फ्लैंज का कार्य एक सुचारू यांत्रिक संयोजन और उपयुक्त विद्युत गुण, विशेष रूप से कम बाह्य विकिरण और कम आंतरिक परावर्तन सुनिश्चित करना है।
निकला हुआ किनारा:
वेवगाइड फ्लैंज का व्यापक रूप से माइक्रोवेव संचार, रडार प्रणालियों, उपग्रह संचार, एंटीना प्रणालियों और वैज्ञानिक अनुसंधान में प्रयोगशाला उपकरणों में उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग विभिन्न वेवगाइड खंडों को जोड़ने, रिसाव और हस्तक्षेप को रोकने और उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय तरंगों के विश्वसनीय संचरण और सटीक स्थिति सुनिश्चित करने के लिए वेवगाइड के सटीक संरेखण को बनाए रखने के लिए किया जाता है। एक विशिष्ट वेवगाइड के प्रत्येक सिरे पर एक फ्लैंज होता है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।
चित्र 5 (ए) सादा निकला हुआ किनारा; (बी) निकला हुआ किनारा युग्मन।
कम आवृत्तियों पर फ्लैंज को वेवगाइड से ब्रेज़्ड या वेल्ड किया जाएगा, जबकि उच्च आवृत्तियों पर एक सपाट बट फ्लैट फ्लैंज का उपयोग किया जाता है। जब दो भागों को जोड़ा जाता है, तो फ्लैंज को एक साथ बोल्ट किया जाता है, लेकिन कनेक्शन में विसंगतियों से बचने के लिए सिरों को सुचारू रूप से समाप्त किया जाना चाहिए। कुछ समायोजनों के साथ घटकों को सही ढंग से संरेखित करना स्पष्ट रूप से आसान है, इसलिए छोटे वेवगाइड कभी-कभी थ्रेडेड फ्लैंज से सुसज्जित होते हैं जिन्हें एक रिंग नट के साथ एक साथ पेंच किया जा सकता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, वेवगाइड युग्मन का आकार स्वाभाविक रूप से घटता जाता है, और युग्मन विसंगति सिग्नल तरंगदैर्ध्य और वेवगाइड आकार के अनुपात में बड़ी हो जाती है। इसलिए, उच्च आवृत्तियों पर विसंगतियाँ अधिक परेशानी वाली हो जाती हैं।
चित्र 6 (a)चोक कपलिंग का क्रॉस सेक्शन;(b)चोक फ्लैंज का अंतिम दृश्य
इस समस्या के समाधान के लिए, वेवगाइड्स के बीच एक छोटा सा गैप छोड़ा जा सकता है, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। एक चोक कपलिंग जिसमें एक साधारण फ्लैंज और एक चोक फ्लैंज आपस में जुड़े होते हैं। संभावित असंततताओं की भरपाई के लिए, चोक फ्लैंज में L-आकार के क्रॉस-सेक्शन वाली एक गोलाकार चोक रिंग का उपयोग किया जाता है ताकि एक अधिक सघन कनेक्शन प्राप्त किया जा सके। साधारण फ्लैंजों के विपरीत, चोक फ्लैंज आवृत्ति के प्रति संवेदनशील होते हैं, लेकिन एक अनुकूलित डिज़ाइन एक उचित बैंडविड्थ (शायद केंद्र आवृत्ति का 10%) सुनिश्चित कर सकता है जिस पर SWR 1.05 से अधिक न हो।
पोस्ट करने का समय: 15 जनवरी 2024
