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 को प्राप्त करने के लिए उपयुक्त श्रृंखला या समानांतर ट्रांसमिशन लाइनों का चयन किया जा सकता है। माइक्रोस्ट्रिप लाइनों में प्रतिबाधा मिलान का एक ही सिद्धांत वेवगाइड में प्रतिबाधा मिलान पर लागू होता है। वेवगाइड सिस्टम में परावर्तन प्रतिबाधा बेमेल को जन्म दे सकता है। जब प्रतिबाधा गिरावट होती है, तो समाधान ट्रांसमिशन लाइनों के लिए समान है, अर्थात, आवश्यक मूल्य को बदलना लुम्प्ड प्रतिबाधा को बेमेल को दूर करने के लिए वेवगाइड में पूर्व-गणना किए गए बिंदुओं पर रखा जाता है, जिससे प्रतिबिंबों के प्रभाव को समाप्त किया जाता 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 लेती 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 निकटता में दो धातु सतहों के बीच 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 विमान में करंट प्रवाह होगा। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा भंडारण होता है और वेवगाइड के उस बिंदु पर अधिष्ठापन बढ़ जाता है। इसका मतलब यह है कि मुख्य मोड का प्रतिबाधा मिलान और ट्यूनिंग बहुत अच्छा है, और इस मोड का शंटिंग प्रभाव नगण्य होगा। हालाँकि, अन्य मोड या आवृत्तियों को क्षीण किया जाएगा, इसलिए अनुनाद धातु की अंगूठी एक बैंडपास फ़िल्टर और एक मोड फ़िल्टर दोनों के रूप में कार्य करती है।
चित्र 2: (ए) वेवगाइड पोस्ट; (बी) दो-स्क्रू मैचर
ट्यून करने का दूसरा तरीका ऊपर दिखाया गया है, जहाँ एक बेलनाकार धातु का खंभा वेवगाइड में एक चौड़े किनारे से फैला हुआ है, जो उस बिंदु पर एक धातु पट्टी के समान प्रभाव डालता है। धातु का खंभा कैपेसिटिव या इंडक्टिव हो सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि यह वेवगाइड में कितनी दूर तक फैला हुआ है। अनिवार्य रूप से, यह मिलान विधि यह है कि जब ऐसा धातु का खंभा वेवगाइड में थोड़ा फैला हुआ होता है, तो यह उस बिंदु पर एक कैपेसिटिव ससेप्टेंस प्रदान करता है, और कैपेसिटिव ससेप्टेंस तब तक बढ़ता है जब तक कि प्रवेश लगभग एक चौथाई तरंगदैर्ध्य न हो जाए, इस बिंदु पर, श्रृंखला अनुनाद होता है। धातु के खंभे के आगे प्रवेश के परिणामस्वरूप एक इंडक्टिव ससेप्टेंस प्रदान किया जाता है जो कि सम्मिलन के अधिक पूर्ण होने पर घटता है। मध्य बिंदु स्थापना पर अनुनाद तीव्रता स्तंभ के व्यास के व्युत्क्रमानुपाती होती है और इसे फ़िल्टर के रूप में उपयोग किया जा सकता है, हालाँकि, इस मामले में इसे उच्च क्रम मोड संचारित करने के लिए बैंड स्टॉप फ़िल्टर के रूप में उपयोग 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 उन्हें समायोजित करना आसान है। उदाहरण के लिए, दो स्क्रू का उपयोग कुशल वेवगाइड मिलान प्राप्त करने के लिए ट्यूनिंग डिवाइस के रूप में किया जा सकता है।
प्रतिरोधक भार और क्षीणक:
किसी भी अन्य ट्रांसमिशन सिस्टम की तरह, वेवगाइड्स को कभी-कभी बिना परावर्तन के आने वाली तरंगों को पूरी तरह से अवशोषित करने और आवृत्ति असंवेदनशील होने के लिए सही प्रतिबाधा मिलान और ट्यून्ड लोड की आवश्यकता होती है। ऐसे टर्मिनलों के लिए एक अनुप्रयोग वास्तव में किसी भी शक्ति को विकीर्ण किए बिना सिस्टम पर विभिन्न शक्ति माप करना है।
चित्र 3 वेवगाइड प्रतिरोध भार (ए) सिंगल टेपर (बी) डबल टेपर
सबसे आम प्रतिरोधक समाप्ति तरंग गाइड के अंत में स्थापित हानिपूर्ण परावैद्युत का एक भाग है और इसे पतला किया जाता है (जिसकी नोक आने वाली तरंग की ओर इंगित होती है) ताकि प्रतिबिंब न हो। यह हानिपूर्ण माध्यम तरंग गाइड की पूरी चौड़ाई पर कब्जा कर सकता है, या यह तरंग गाइड के अंत के केवल केंद्र पर कब्जा कर सकता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। टेपर एकल या दोहरा टेपर हो सकता है और आम तौर पर इसकी लंबाई λp/2 होती है, जिसकी कुल लंबाई लगभग दो तरंगदैर्ध्य होती है। आम तौर पर कांच जैसी परावैद्युत प्लेटों से बना होता है, जो बाहर की तरफ कार्बन फिल्म या पानी के गिलास से लेपित होती हैं। उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए, ऐसे टर्मिनलों में वेवगाइड के बाहर हीट सिंक जोड़े जा सकते हैं, और टर्मिनल को दी जाने वाली शक्ति को हीट सिंक या जबरन वायु शीतलन के माध्यम से नष्ट किया जा सकता है।
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:
वेवगाइड्स के ऊर्जा क्षीणन में मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
1. आंतरिक वेवगाइड असंतत्यता या गलत संरेखित वेवगाइड अनुभागों से प्रतिबिंब
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 छोटे हैं। यह हानि दीवार की सामग्री और उसकी खुरदरापन, उपयोग किए गए परावैद्युत और आवृत्ति (त्वचा प्रभाव के कारण) पर निर्भर करती है। पीतल की नाली के लिए, सीमा 5 गीगाहर्ट्ज पर 4 डीबी/100 मीटर से लेकर 10 गीगाहर्ट्ज पर 12 डीबी/100 मीटर तक है, लेकिन एल्यूमीनियम की नाली के लिए, सीमा कम है। सिल्वर-कोटेड वेवगाइड के लिए, हानियाँ आमतौर पर 35 गीगाहर्ट्ज पर 8 डीबी/100 मीटर, 70 गीगाहर्ट्ज पर 30 डीबी/100 मीटर और 200 गीगाहर्ट्ज पर 500 डीबी/100 मीटर के करीब होती हैं। हानियों को कम करने के लिए, विशेष रूप से उच्चतम आवृत्तियों पर, वेवगाइड को कभी-कभी सोने या प्लैटिनम के साथ (आंतरिक रूप से) चढ़ाया जाता है।
जैसा कि पहले ही बताया जा चुका है, वेवगाइड एक हाई-पास फिल्टर के रूप में कार्य करता है। हालाँकि वेवगाइड स्वयं वस्तुतः दोषरहित है, कटऑफ आवृत्ति से नीचे की आवृत्तियाँ गंभीर रूप से क्षीण हो जाती हैं। यह क्षीणन प्रसार के बजाय वेवगाइड के मुँह 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 कनेक्शन और उपयुक्त विद्युत गुणों को सुनिश्चित करना है, विशेष रूप से कम बाहरी विकिरण और कम आंतरिक प्रतिबिंब।
निकला हुआ किनारा:
वेवगाइड फ्लैंज का उपयोग माइक्रोवेव संचार, रडार सिस्टम, उपग्रह संचार, एंटीना सिस्टम और वैज्ञानिक अनुसंधान में प्रयोगशाला उपकरणों में व्यापक रूप से किया जाता है। इनका उपयोग विभिन्न वेवगाइड अनुभागों को जोड़ने, रिसाव और हस्तक्षेप को रोकने और उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय तरंगों के विश्वसनीय संचरण और सटीक स्थिति को सुनिश्चित करने के लिए वेवगाइड के सटीक संरेखण को बनाए रखने के लिए किया जाता है। एक सामान्य वेवगाइड में प्रत्येक छोर 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 जोड़ा 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 असंतुलन से बचने के लिए सिरों को सुचारू रूप से समाप्त किया जाना चाहिए। कुछ समायोजन 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 रिंग नट के साथ एक साथ पेंच किया जा सकता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, वेवगाइड युग्मन का आकार स्वाभाविक रूप से कम होता जाता है, और युग्मन असंतुलन सिग्नल तरंगदैर्ध्य और वेवगाइड आकार के अनुपात में बड़ा हो जाता है। इसलिए, उच्च आवृत्तियों पर असंतुलन अधिक परेशानी भरा हो जाता है।
चित्र 6 (ए) चोक कपलिंग का क्रॉस सेक्शन; (बी) चोक फ्लैंज का अंतिम दृश्य
इस समस्या को हल करने के लिए, वेवगाइड्स के बीच एक छोटा सा अंतर छोड़ा जा सकता है, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। एक चोक युग्मन जिसमें एक साधारण फ्लैंज और एक चोक फ्लैंज एक साथ जुड़े होते हैं। संभावित असंततता की भरपाई के लिए, एक एल-आकार के क्रॉस-सेक्शन के साथ एक गोलाकार चोक रिंग का उपयोग चोक फ्लैंज में किया जाता है ताकि एक तंग फिटिंग कनेक्शन प्राप्त किया जा सके। साधारण फ्लैंज 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 नहीं होता है।
पोस्ट करने का समय: जनवरी-15-2024
