Mikroviļņu shēmās vai sistēmās visa ķēde vai sistēma bieži sastāv no daudzām pamata mikroviļņu ierīcēm, piemēram, filtriem, savienotājiem, jaudas sadalītājiem utt. Cerams, ka caur šīm ierīcēm ir iespējams efektīvi pārraidīt signāla jaudu no viena punkta uz cits ar minimāliem zaudējumiem;
Visā transportlīdzekļa radaru sistēmā enerģijas pārveide galvenokārt ietver enerģijas pārnešanu no mikroshēmas uz padevēju uz PCB plates, padevēja pārnešanu uz antenas korpusu un efektīvu antenas enerģijas izstarošanu.Visā enerģijas pārneses procesā svarīga daļa ir pārveidotāja konstrukcija.Milimetru viļņu sistēmu pārveidotāji galvenokārt ietver mikrosloksnes uz substrātu integrēto viļņvada (SIW) pārveidošanu, mikrosloksnes pārveidošanu par viļņvadu, SIW pārveidošanu par viļņvadu, koaksiālo pārveidošanu par viļņvadu, viļņvada pārveidošanu par viļņvadu un dažāda veida viļņvada pārveidošanu.Šajā izdevumā galvenā uzmanība tiks pievērsta mikrojoslas SIW konversijas izstrādei.
Dažāda veida transporta konstrukcijas
Mikrosloksneir viena no visplašāk izmantotajām vadošajām konstrukcijām salīdzinoši zemās mikroviļņu frekvencēs.Tās galvenās priekšrocības ir vienkārša struktūra, zemas izmaksas un augsta integrācija ar virsmas montāžas komponentiem.Tipiska mikrosloksnes līnija tiek veidota, izmantojot dielektriskā slāņa substrāta vienā pusē esošos vadītājus, no otras puses veidojot vienu iezemētu plakni, virs kuras atrodas gaiss.Augšējais vadītājs būtībā ir vadošs materiāls (parasti varš), kas veidots šaurā stieplē.Svarīgi parametri ir pamatnes līnijas platums, biezums, relatīvā caurlaidība un dielektrisko zudumu tangenss.Turklāt vadītāja biezums (ti, metalizācijas biezums) un vadītāja vadītspēja ir arī kritisks augstākās frekvencēs.Rūpīgi apsverot šos parametrus un izmantojot mikroslokšņu līnijas kā citu ierīču pamatvienību, var izveidot daudzas drukātas mikroviļņu ierīces un komponentus, piemēram, filtrus, savienotājus, jaudas dalītājus/kombinētājus, mikserus utt. Tomēr, palielinoties frekvencei (pārejot uz salīdzinoši augstas mikroviļņu frekvences) pieaug pārraides zudumi un rodas starojums.Tāpēc priekšroka tiek dota dobu cauruļu viļņvadiem, piemēram, taisnstūrveida viļņvadiem, jo mazāki zudumi augstākās frekvencēs (bez starojuma).Viļņvada iekšpuse parasti ir gaiss.Bet, ja vēlas, to var piepildīt ar dielektrisku materiālu, piešķirot tam mazāku šķērsgriezumu nekā ar gāzi pildītam viļņvadam.Tomēr dobu cauruļu viļņvadi bieži ir apjomīgi, var būt smagi, jo īpaši zemākās frekvencēs, tiem ir nepieciešamas augstākas ražošanas prasības un tie ir dārgi, un tos nevar integrēt ar plakanām drukātām konstrukcijām.
RFMISO MICROSTRIP ANTENAS PRODUKTI:
RM-MA25527-22,25,5-27GHz
RM-MA425435-22,4,25-4,35 GHz
Otra ir hibrīda vadības struktūra starp mikrosloksnes struktūru un viļņvadu, ko sauc par substrāta integrēto viļņvadu (SIW).SIW ir integrēta viļņvadam līdzīga struktūra, kas izgatavota uz dielektriska materiāla ar vadītājiem augšpusē un apakšā un divu metāla cauruļu lineāru masīvu, kas veido sānu sienas.Salīdzinot ar mikrosloksnes un viļņvada konstrukcijām, SIW ir rentabls, tam ir salīdzinoši vienkāršs ražošanas process, un to var integrēt ar plakanām ierīcēm.Turklāt veiktspēja augstās frekvencēs ir labāka nekā mikrosloksnes struktūrām, un tai ir viļņvada dispersijas īpašības.Kā parādīts 1. attēlā;
SIW projektēšanas vadlīnijas
Substrāta integrētie viļņvadi (SIW) ir integrētas viļņvadiem līdzīgas struktūras, kas izgatavotas, izmantojot divas metāla cauruļu rindas, kas iestrādātas dielektrikā, kas savieno divas paralēlas metāla plāksnes.Metāla rindas caur caurumiem veido sānu sienas.Šai struktūrai ir mikrosloksnes līniju un viļņvadu īpašības.Ražošanas process ir līdzīgs arī citām drukātām plakanām konstrukcijām.Tipiska SIW ģeometrija ir parādīta 2.1. attēlā, kur tās platums (ti, attālums starp caurumiem sānu virzienā (as)), caurumu diametrs (d) un soļa garums (p) tiek izmantots SIW struktūras projektēšanai. Svarīgākie ģeometriskie parametri (parādīti 2.1. attēlā) tiks izskaidroti nākamajā sadaļā.Ņemiet vērā, ka dominējošais režīms ir TE10, tāpat kā taisnstūrveida viļņvads.Saikne starp ar gaisu pildītu viļņvadu (AFWG) un ar dielektrisku pildījumu viļņvadu (DFWG) robežfrekvenci fc un izmēriem a un b ir pirmais SIW dizaina punkts.Ar gaisu pildītiem viļņvadiem robežfrekvence ir tāda, kā parādīts zemāk esošajā formulā
SIW pamatstruktūra un aprēķina formula[1]
kur c ir gaismas ātrums brīvā telpā, m un n ir režīmi, a ir garāks viļņvada izmērs un b ir īsāks viļņvada izmērs.Kad viļņvads darbojas TE10 režīmā, to var vienkāršot līdz fc=c/2a;kad viļņvads ir piepildīts ar dielektriķi, platmalas garumu a aprēķina pēc ad=a/Sqrt(εr), kur εr ir vides dielektriskā konstante;Lai SIW darbotos TE10 režīmā, caurumu atstatums p, diametrs d un platā mala atbilst formulai zemāk esošā attēla augšējā labajā stūrī, kā arī ir empīriskās formulas d<λg un p<2d [ 2];
kur λg ir vadītā viļņa garums: tajā pašā laikā pamatnes biezums neietekmēs SIW izmēra dizainu, bet tas ietekmēs struktūras zudumu, tāpēc ir jāņem vērā augsta biezuma substrātu priekšrocības ar zemu zudumu. .
Microstrip konvertēšana uz SIW
Ja mikrosloksnes struktūra ir jāsavieno ar SIW, konusveida mikrosloksnes pāreja ir viena no galvenajām vēlamajām pārejas metodēm, un konusveida pāreja parasti nodrošina platjoslas atbilstību salīdzinājumā ar citām drukātajām pārejām.Labi izstrādātai pārejas struktūrai ir ļoti mazs atstarojums, un ievietošanas zudumus galvenokārt izraisa dielektriskie un vadītāju zudumi.Pamatnes un vadītāju materiālu izvēle galvenokārt nosaka pārejas zudumu.Tā kā substrāta biezums kavē mikrosloksnes līnijas platumu, tad, mainoties pamatnes biezumam, konusveida pārejas parametri ir jāpielāgo.Cits iezemētā koplanāra viļņvada (GCPW) veids ir arī plaši izmantota pārvades līniju struktūra augstfrekvences sistēmās.Sānu vadītāji, kas atrodas tuvu starppārvades līnijai, kalpo arī kā zemējums.Regulējot galvenās padeves platumu un atstarpi līdz sānu zemei, var iegūt nepieciešamo raksturīgo pretestību.
Mikrosloksne uz SIW un GCPW uz SIW
Zemāk redzamais attēls ir SIW mikrosloksnes dizaina piemērs.Izmantotā vide ir Rogers3003, dielektriskā konstante ir 3,0, patiesā zuduma vērtība ir 0,001 un biezums ir 0,127 mm.Padevēja platums abos galos ir 0,28 mm, kas atbilst antenas padevēja platumam.Caurejas diametrs ir d = 0,4 mm, un atstatums p = 0,6 mm.Simulācijas izmērs ir 50 mm * 12 mm * 0,127 mm.Kopējais zudums caurlaides joslā ir aptuveni 1,5 dB (to var vēl vairāk samazināt, optimizējot platās malas atstarpes).
SIW struktūra un tās S parametri
Elektriskā lauka sadale@79GHz
Izlikšanas laiks: 18. janvāris 2024. gada laikā
