ຂ່າວ - ການປ່ຽນພະລັງງານໃນເສົາອາກາດ radar

ໃນວົງຈອນ ຫຼື ລະບົບໄມໂຄເວຟ, ວົງຈອນ ຫຼື ລະບົບທັງໝົດມັກຈະປະກອບດ້ວຍອຸປະກອນໄມໂຄເວຟພື້ນຖານຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຕົວກອງ, ຕົວເຊື່ອມຕໍ່, ຕົວແບ່ງພະລັງງານ, ແລະອື່ນໆ. ຫວັງວ່າຜ່ານອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະສົ່ງພະລັງງານສັນຍານຈາກຈຸດໜຶ່ງໄປຫາອີກຈຸດໜຶ່ງຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍມີການສູນເສຍໜ້ອຍທີ່ສຸດ;

ໃນລະບົບ radar ຂອງຍານພາຫະນະທັງໝົດ, ການປ່ຽນພະລັງງານສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການໂອນພະລັງງານຈາກຊິບໄປຫາຕົວປ້ອນຂໍ້ມູນໃນແຜ່ນ PCB, ການໂອນຕົວປ້ອນຂໍ້ມູນໄປຫາຕົວເຄື່ອງຂອງເສົາອາກາດ, ແລະ ການແຜ່ລັງສີພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍເສົາອາກາດ. ໃນຂະບວນການໂອນພະລັງງານທັງໝົດ, ສ່ວນທີ່ສຳຄັນແມ່ນການອອກແບບຕົວແປງ. ຕົວແປງໃນລະບົບຄື້ນມິນລິແມັດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີການປ່ຽນຄື້ນນຳທາງປະສົມປະສານຈາກໄມໂຄຣສະຕຣິບໄປຫາຊັ້ນຮອງພື້ນ (SIW), ການປ່ຽນໄມໂຄຣສະຕຣິບໄປຫາຄື້ນນຳທາງ, ການປ່ຽນ SIW ເປັນຄື້ນນຳທາງ, ການປ່ຽນໂຄແອກຊຽກເປັນຄື້ນນຳທາງ, ການປ່ຽນຄື້ນນຳທາງໄປຫາຄື້ນນຳທາງ ແລະ ການປ່ຽນຄື້ນນຳທາງປະເພດຕ່າງໆ. ບັນຫານີ້ຈະສຸມໃສ່ການອອກແບບການປ່ຽນ SIW ຂະໜາດໄມໂຄຣແບນ.

ໂຄງສ້າງການຂົນສົ່ງປະເພດຕ່າງໆ

ໄມໂຄຣສະຕຣິບເປັນໜຶ່ງໃນໂຄງສ້າງນຳທາງທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນຄວາມຖີ່ໄມໂຄເວຟທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕ່ຳ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກຂອງມັນແມ່ນໂຄງສ້າງທີ່ງ່າຍດາຍ, ລາຄາຖືກ ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງສູງກັບອົງປະກອບຕິດຕັ້ງເທິງໜ້າດິນ. ສາຍໄມໂຄຣສະຕຣິບທົ່ວໄປແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ຕົວນຳຢູ່ດ້ານໜຶ່ງຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນໄດອີເລັກຕຣິກ, ປະກອບເປັນພື້ນດິນດຽວຢູ່ອີກດ້ານໜຶ່ງ, ມີອາກາດຢູ່ເໜືອມັນ. ຕົວນຳດ້ານເທິງແມ່ນວັດສະດຸນຳໄຟຟ້າ (ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນທອງແດງ) ທີ່ມີຮູບຮ່າງເປັນສາຍແຄບ. ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ, ຄວາມໜາ, ຄວາມສາມາດອະນຸຍາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ແລະ ການສູນເສຍໄດອີເລັກຕຣິກຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນແມ່ນຕົວກຳນົດທີ່ສຳຄັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມໜາຂອງຕົວນຳ (ເຊັ່ນ: ຄວາມໜາຂອງໂລຫະ) ແລະ ຄວາມນຳໄຟຟ້າຂອງຕົວນຳຍັງມີຄວາມສຳຄັນຢູ່ທີ່ຄວາມຖີ່ສູງ. ໂດຍການພິຈາລະນາຕົວກຳນົດເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງລະມັດລະວັງ ແລະ ການໃຊ້ສາຍໄມໂຄຣສະຕຣິບເປັນຫົວໜ່ວຍພື້ນຖານສຳລັບອຸປະກອນອື່ນໆ, ອຸປະກອນໄມໂຄຣສະຕຣິບທີ່ພິມອອກມາຫຼາຍຊະນິດ ແລະ ອົງປະກອບສາມາດອອກແບບໄດ້, ເຊັ່ນ: ຕົວກອງ, ຕົວເຊື່ອມຕໍ່, ຕົວແບ່ງພະລັງງານ/ຕົວປະສົມ, ເຄື່ອງປະສົມ, ແລະອື່ນໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ ເມື່ອຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ (ເມື່ອເຄື່ອນຍ້າຍໄປສູ່ຄວາມຖີ່ໄມໂຄເວຟທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງ) ການສູນເສຍການສົ່ງສັນຍານເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ລັງສີເກີດຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ທໍ່ນຳຄື້ນແບບທໍ່ກົ່ງເຊັ່ນ: ທໍ່ນຳຄື້ນແບບຮູບສີ່ແຈສາກແມ່ນມັກໃຊ້ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍທີ່ນ້ອຍກວ່າຢູ່ທີ່ຄວາມຖີ່ສູງ (ບໍ່ມີລັງສີ). ພາຍໃນຂອງທໍ່ນຳຄື້ນມັກຈະເປັນອາກາດ. ແຕ່ຖ້າຕ້ອງການ, ມັນສາມາດເຕີມດ້ວຍວັດສະດຸໄດອີເລັກຕຣິກໄດ້, ເຮັດໃຫ້ມັນມີພາກຕັດຂວາງນ້ອຍກວ່າຄື້ນນຳທາງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍອາຍແກັສ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄື້ນນຳທາງທໍ່ກົ່ງມັກຈະມີຂະໜາດໃຫຍ່, ສາມາດໜັກໄດ້ໂດຍສະເພາະໃນຄວາມຖີ່ຕ່ຳ, ຕ້ອງການຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດທີ່ສູງກວ່າ ແລະ ມີລາຄາແພງ, ແລະ ບໍ່ສາມາດປະສົມປະສານກັບໂຄງສ້າງທີ່ພິມອອກມາແບບຮາບພຽງໄດ້.

ຜະລິດຕະພັນເສົາອາກາດໄມໂຄຣສະຕຣິບ RFMISO：

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz

ອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນໂຄງສ້າງການນຳພາແບບປະສົມລະຫວ່າງໂຄງສ້າງໄມໂຄຣສະຕຣິບ ແລະ ຄື້ນນຳທາງ, ເອີ້ນວ່າ ຄື້ນນຳທາງປະສົມປະສານຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນ (SIW). SIW ແມ່ນໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືຄື້ນນຳທາງປະສົມປະສານທີ່ຜະລິດຢູ່ເທິງວັດສະດຸໄດອີເລັກຕຣິກ, ມີຕົວນຳຢູ່ດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມ ແລະ ມີແຖວເສັ້ນຊື່ຂອງຈຸດແວນໂລຫະສອງອັນປະກອບເປັນຝາຂ້າງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບໂຄງສ້າງໄມໂຄຣສະຕຣິບ ແລະ ຄື້ນນຳທາງ, SIW ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ມີຂະບວນການຜະລິດທີ່ຂ້ອນຂ້າງງ່າຍ, ແລະ ສາມາດປະສົມປະສານກັບອຸປະກອນຮາບພຽງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ປະສິດທິພາບທີ່ຄວາມຖີ່ສູງແມ່ນດີກ່ວາໂຄງສ້າງໄມໂຄຣສະຕຣິບ ແລະ ມີຄຸນສົມບັດການກະຈາຍຄື້ນນຳທາງ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1;

ແນວທາງການອອກແບບ SIW

ທໍ່ນຳຄື້ນປະສົມປະສານຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ (SIWs) ແມ່ນໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືທໍ່ນຳຄື້ນປະສົມປະສານທີ່ຜະລິດໂດຍການໃຊ້ສອງແຖວຂອງທໍ່ນຳໂລຫະທີ່ຝັງຢູ່ໃນໄດອີເລັກຕຣິກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ແຜ່ນໂລຫະສອງແຜ່ນຂະໜານ. ແຖວຂອງຮູຜ່ານໂລຫະປະກອບເປັນຝາຂ້າງ. ໂຄງສ້າງນີ້ມີລັກສະນະຂອງເສັ້ນໄມໂຄຣສະຕຣິບ ແລະ ທໍ່ນຳຄື້ນ. ຂະບວນການຜະລິດຍັງຄ້າຍຄືກັນກັບໂຄງສ້າງຮາບພຽງທີ່ພິມອອກມາອື່ນໆ. ເລຂາຄະນິດ SIW ທົ່ວໄປແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2.1, ບ່ອນທີ່ຄວາມກວ້າງຂອງມັນ (ເຊັ່ນ: ການແຍກລະຫວ່າງທໍ່ນຳໃນທິດທາງຂ້າງ (a)), ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງທໍ່ນຳ (d) ແລະ ຄວາມຍາວຂອງມຸມ (p) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອອກແບບໂຄງສ້າງ SIW. ພາລາມິເຕີທາງເລຂາຄະນິດທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ (ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2.1) ຈະຖືກອະທິບາຍໃນພາກຕໍ່ໄປ. ໃຫ້ສັງເກດວ່າຮູບແບບທີ່ໂດດເດັ່ນແມ່ນ TE10, ຄືກັນກັບທໍ່ນຳຄື້ນຮູບສີ່ແຈສາກ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງຄວາມຖີ່ຕັດ fc ຂອງທໍ່ນຳຄື້ນທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍອາກາດ (AFWG) ແລະ ທໍ່ນຳຄື້ນທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍໄດອີເລັກຕຣິກ (DFWG) ແລະ ຂະໜາດ a ແລະ b ແມ່ນຈຸດທຳອິດຂອງການອອກແບບ SIW. ສຳລັບທໍ່ນຳຄື້ນທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍອາກາດ, ຄວາມຖີ່ຕັດແມ່ນດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສູດຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ໂຄງສ້າງພື້ນຖານ ແລະ ສູດການຄິດໄລ່ຂອງ SIW[1]

ບ່ອນທີ່ c ແມ່ນຄວາມໄວຂອງແສງໃນພື້ນທີ່ຫວ່າງ, m ແລະ n ແມ່ນໂໝດ, a ແມ່ນຂະໜາດຂອງຄື້ນນຳທາງທີ່ຍາວກວ່າ, ແລະ b ແມ່ນຂະໜາດຂອງຄື້ນນຳທາງທີ່ສັ້ນກວ່າ. ເມື່ອຄື້ນນຳທາງເຮັດວຽກໃນຮູບແບບ TE10, ມັນສາມາດຖືກງ່າຍດາຍເປັນ fc = c / 2a; ເມື່ອຄື້ນນຳທາງເຕັມໄປດ້ວຍໄດອີເລັກຕຣິກ, ຄວາມຍາວຂອງດ້ານກວ້າງ a ຈະຖືກຄິດໄລ່ໂດຍ ad = a / Sqrt (εr), ບ່ອນທີ່ εr ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກຂອງຕົວກາງ; ເພື່ອເຮັດໃຫ້ SIW ເຮັດວຽກໃນຮູບແບບ TE10, ໄລຍະຫ່າງຂອງຮູຜ່ານ p, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ d ແລະດ້ານກວ້າງຄວນຈະຕອບສະໜອງສູດຢູ່ເບື້ອງຂວາເທິງຂອງຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ແລະຍັງມີສູດປະສົບການຂອງ d < λg ແລະ p < 2d [2];

ບ່ອນທີ່ λg ແມ່ນຄວາມຍາວຄື້ນນຳທາງ: ໃນເວລາດຽວກັນ, ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນຈະບໍ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການອອກແບບຂະໜາດ SIW, ແຕ່ມັນຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍຂອງໂຄງສ້າງ, ສະນັ້ນຄວນພິຈາລະນາຂໍ້ໄດ້ປຽບໃນການສູນເສຍຕ່ຳຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນທີ່ມີຄວາມໜາສູງ.

ການແປງ Microstrip ເປັນ SIW
ເມື່ອໂຄງສ້າງ microstrip ຈຳເປັນຕ້ອງເຊື່ອມຕໍ່ກັບ SIW, ການປ່ຽນແປງ microstrip ແບບ tapered ແມ່ນໜຶ່ງໃນວິທີການປ່ຽນແປງທີ່ນິຍົມໃຊ້, ແລະ ການປ່ຽນແປງແບບ tapered ມັກຈະໃຫ້ການຈັບຄູ່ broadband ເມື່ອທຽບກັບການປ່ຽນແປງທີ່ພິມອອກມາອື່ນໆ. ໂຄງສ້າງການປ່ຽນແປງທີ່ອອກແບບໄດ້ດີມີການສະທ້ອນຕໍ່າຫຼາຍ, ແລະ ການສູນເສຍການແຊກສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຈາກການສູນເສຍ dielectric ແລະ ຕົວນຳ. ການເລືອກວັດສະດຸ substrate ແລະ ຕົວນຳສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນກຳນົດການສູນເສຍຂອງການປ່ຽນແປງ. ເນື່ອງຈາກຄວາມໜາຂອງ substrate ຂັດຂວາງຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ microstrip, ພາລາມິເຕີຂອງການປ່ຽນແປງແບບ tapered ຄວນໄດ້ຮັບການປັບເມື່ອຄວາມໜາຂອງ substrate ປ່ຽນແປງ. ຄື້ນນຳທາງຮ່ວມລະນາບທີ່ມີດິນອີກປະເພດໜຶ່ງ (GCPW) ຍັງເປັນໂຄງສ້າງສາຍສົ່ງທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບຄວາມຖີ່ສູງ. ຕົວນຳຂ້າງທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບສາຍສົ່ງລະດັບກາງຍັງເປັນພື້ນດິນ. ໂດຍການປັບຄວາມກວ້າງຂອງຕົວປ້ອນຫຼັກ ແລະ ຊ່ອງຫວ່າງກັບພື້ນດິນຂ້າງ, ສາມາດໄດ້ຮັບຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະທີ່ຕ້ອງການ.

ໄມໂຄຣສະຕຣິບໄປຫາ SIW ແລະ GCPW ໄປຫາ SIW

ຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງການອອກແບບ microstrip ໃຫ້ເປັນ SIW. ຕົວກາງທີ່ໃຊ້ແມ່ນ Rogers3003, ຄ່າຄົງທີ່ dielectric ແມ່ນ 3.0, ຄ່າການສູນເສຍທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນ 0.001, ແລະຄວາມໜາແມ່ນ 0.127 ມມ. ຄວາມກວ້າງຂອງຕົວປ້ອນຢູ່ທັງສອງສົ້ນແມ່ນ 0.28 ມມ, ເຊິ່ງກົງກັບຄວາມກວ້າງຂອງຕົວປ້ອນແອນເຕນນາ. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຮູຜ່ານແມ່ນ d=0.4 ມມ, ແລະໄລຍະຫ່າງ p=0.6 ມມ. ຂະໜາດການຈຳລອງແມ່ນ 50 ມມ*12 ມມ*0.127 ມມ. ການສູນເສຍໂດຍລວມໃນ passband ແມ່ນປະມານ 1.5dB (ເຊິ່ງສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ຕື່ມອີກໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄລຍະຫ່າງດ້ານກວ້າງ).