Kif tikseb tqabbil ta 'impedenza tal-gwidi tal-mewġ?Mit-teorija tal-linja ta 'trażmissjoni fit-teorija tal-antenna tal-microstrip, nafu li jistgħu jintgħażlu serje xierqa jew linji ta' trażmissjoni paralleli biex jinkiseb tqabbil tal-impedenza bejn linji ta 'trażmissjoni jew bejn linji ta' trażmissjoni u tagħbijiet biex tinkiseb trasmissjoni ta 'qawwa massima u telf minimu ta' riflessjoni.L-istess prinċipju tat-tqabbil tal-impedenza fil-linji tal-microstrip japplika għat-tqabbil tal-impedenza fil-waveguides.Riflessjonijiet f'sistemi ta' waveguide jistgħu jwasslu għal diskrepanzi ta' impedenza.Meta sseħħ id-deterjorazzjoni tal-impedenza, is-soluzzjoni hija l-istess bħal għal-linji ta 'trażmissjoni, jiġifieri, tbiddel il-valur meħtieġ L-impedenza lumped titqiegħed f'punti kkalkulati minn qabel fil-waveguide biex tegħleb in-nuqqas ta' qbil, u b'hekk jiġu eliminati l-effetti tar-riflessjonijiet.Filwaqt li l-linji ta 'trażmissjoni jużaw impedanzi jew stubs lumped, waveguides jużaw blokki tal-metall ta' forom varji.
Figura 1:Iris tal-gwida tal-mewġ u ċirkwit ekwivalenti,(a)Kapaċittiv;(b)induttiv;(c)reżonanti.
Il-Figura 1 turi t-tipi differenti ta 'tqabbil tal-impedenza, li tieħu kwalunkwe waħda mill-forom murija u tista' tkun abilità, induttiva jew reżonanti.L-analiżi matematika hija kumplessa, iżda l-ispjegazzjoni fiżika mhix.Meta wieħed iqis l-ewwel strixxa tal-metall abilità fil-figura, wieħed jista 'jara li l-potenzjal li kien jeżisti bejn il-ħitan ta' fuq u ta 'isfel tal-gwida tal-mewġ (fil-mod dominanti) issa jeżisti bejn iż-żewġ uċuħ tal-metall fil-viċin eqreb, għalhekk il-kapaċità hija The żidiet fil-punt.B'kuntrast, il-blokka tal-metall fil-Figura 1b tippermetti li l-kurrent jiċċirkola fejn ma kienx iċċirkola qabel.Se jkun hemm fluss kurrenti fil-pjan tal-kamp elettriku msaħħaħ qabel minħabba ż-żieda tal-blokka tal-metall.Għalhekk, il-ħażna tal-enerġija sseħħ fil-kamp manjetiku u l-inductance f'dak il-punt tal-waveguide tiżdied.Barra minn hekk, jekk il-forma u l-pożizzjoni taċ-ċirku tal-metall fil-Figura c huma ddisinjati b'mod raġonevoli, ir-reattanza induttiva u r-reattanza abilità introdotta se jkunu ugwali, u l-apertura tkun reżonanza parallela.Dan ifisser li t-tqabbil tal-impedenza u l-irfinar tal-modalità prinċipali huwa tajjeb ħafna, u l-effett ta 'shunting ta' dan il-mod se jkun negliġibbli.Madankollu, modi jew frekwenzi oħra se jiġu attenwati, għalhekk iċ-ċirku tal-metall reżonanti jaġixxi kemm bħala filtru bandpass kif ukoll bħala filtru tal-modalità.
figura 2:(a)arbli tal-gwida tal-mewġ;(b)magħlaq b'żewġ viti
Mod ieħor biex tixgħel huwa muri hawn fuq, fejn post tal-metall ċilindriku jestendi minn waħda mill-ġnub wesgħin fil-waveguide, li jkollu l-istess effett bħal strixxa tal-metall f'termini li tipprovdi reattanza lumped f'dak il-punt.Il-post tal-metall jista 'jkun abilità jew induttiv, skond kemm testendi fil-waveguide.Essenzjalment, dan il-metodu ta 'tqabbil huwa li meta pilastru tal-metall bħal dan jestendi ftit fil-waveguide, jipprovdi susceptance abilità f'dak il-punt, u s-susceptance abilità tiżdied sakemm il-penetrazzjoni tkun madwar kwart ta' wavelength, F'dan il-punt, isseħħ reżonanza tas-serje .Aktar penetrazzjoni tal-post tal-metall tirriżulta f'suxxettanza induttiva li tiġi pprovduta li tonqos hekk kif l-inserzjoni ssir aktar kompleta.L-intensità tar-reżonanza fl-installazzjoni tal-punt tan-nofs hija inversament proporzjonali għad-dijametru tal-kolonna u tista 'tintuża bħala filtru, madankollu, f'dan il-każ tintuża bħala filtru ta' waqfien tal-medda biex tittrasmetti modi ta 'ordni ogħla.Meta mqabbel maż-żieda fl-impedenza ta 'strixxi tal-metall, vantaġġ ewlieni ta' l-użu ta 'postijiet tal-metall huwa li huma faċli biex jiġu aġġustati.Pereżempju, żewġ viti jistgħu jintużaw bħala tagħmir ta 'rfinar biex jinkiseb tqabbil effiċjenti tal-gwida tal-mewġ.
Tagħbijiet reżistenti u attenwaturi:
Bħal kull sistema ta 'trażmissjoni oħra, il-gwidi tal-mewġ kultant jeħtieġu tqabbil perfett ta' impedenza u tagħbijiet sintonizzati biex jassorbu bis-sħiħ il-mewġ li jkun dieħel mingħajr riflessjoni u biex ikunu insensittivi għall-frekwenza.Applikazzjoni waħda għal terminali bħal dawn hija li tagħmel diversi kejl tal-enerġija fuq is-sistema mingħajr ma attwalment tirradja l-ebda qawwa.
figura 3 waveguide reżistenza load(a)taper wieħed(b)taper doppju
It-terminazzjoni reżistiva l-aktar komuni hija sezzjoni ta 'dielettriku lossy installata fit-tarf tal-waveguide u għax-xejn (bil-ponta ppuntata lejn il-mewġa li tidħol) sabiex ma tikkawżax riflessjonijiet.Dan il-mezz lossy jista 'jokkupa l-wisa' kollu tal-waveguide, jew jista 'jokkupa biss iċ-ċentru tat-tarf tal-waveguide, kif muri fil-Figura 3. It-taper jista' jkun taper wieħed jew doppju u tipikament għandu tul ta 'λp/2, b'tul totali ta' bejn wieħed u ieħor żewġ wavelengths.Normalment magħmula minn pjanċi dielettriċi bħal ħġieġ, miksija b'film tal-karbonju jew ħġieġ tal-ilma fuq barra.Għal applikazzjonijiet ta 'qawwa għolja, terminali bħal dawn jista' jkollhom sinkijiet tas-sħana miżjuda ma 'barra tal-waveguide, u l-enerġija mogħtija lit-terminal tista' tinħela permezz tas-sink tas-sħana jew permezz tat-tkessiħ tal-arja sfurzata.
figura 4 Attenwatur tal-paletta mobbli
Attenwaturi dielettriċi jistgħu jitneħħew kif muri fil-Figura 4. Imqiegħda fin-nofs tal-waveguide, jista 'jiġi mċaqlaq lateralment miċ-ċentru tal-waveguide, fejn se jipprovdi l-akbar attenwazzjoni, għat-truf, fejn l-attenwazzjoni titnaqqas ħafna peress li s-saħħa tal-kamp elettriku tal-mod dominanti hija ħafna aktar baxxa.
Attenwazzjoni fil-gwida tal-mewġ:
L-attenwazzjoni tal-enerġija tal-gwidi tal-mewġ tinkludi prinċipalment l-aspetti li ġejjin:
1. Riflessjonijiet minn discontinuities tal-gwida tal-mewġ interni jew sezzjonijiet tal-gwida tal-mewġ mhux allinjati
2. Telf ikkawżat minn kurrent li jiċċirkola fil-ħitan tal-gwida tal-mewġ
3. Telf dielettriku f'waveguides mimlija
L-aħħar tnejn huma simili għat-telf korrispondenti fil-linji koassjali u t-tnejn huma relattivament żgħar.Dan it-telf jiddependi fuq il-materjal tal-ħajt u l-ħruxija tiegħu, id-dielettriku użat u l-frekwenza (minħabba l-effett tal-ġilda).Għall-kondjuwit tar-ram, il-medda hija minn 4 dB/100m f'5 GHz sa 12 dB/100m f'10 GHz, iżda għall-kondjuwit tal-aluminju, il-medda hija aktar baxxa.Għal waveguides miksija bil-fidda, it-telf huma tipikament 8dB/100m f'35 GHz, 30dB/100m f'70 GHz, u qrib 500 dB/100m f'200 GHz.Biex jitnaqqas it-telf, speċjalment fl-ogħla frekwenzi, il-gwidi tal-mewġ huma kultant miksija (internment) b'deheb jew platinu.
Kif diġà indikat, il-waveguide taġixxi bħala filtru high-pass.Għalkemm il-waveguide innifsu huwa prattikament mingħajr telf, frekwenzi taħt il-frekwenza tal-qtugħ huma attenwati ħafna.Din l-attenwazzjoni hija dovuta għal riflessjoni fil-ħalq tal-gwida tal-mewġ aktar milli propagazzjoni.
Akkoppjar tal-gwida tal-mewġ:
L-akkoppjar tal-gwida tal-mewġ normalment iseħħ permezz tal-ħanek meta biċċiet jew komponenti tal-gwida tal-mewġ huma magħqudin flimkien.Il-funzjoni ta 'dan il-ħanek hija li tiżgura konnessjoni mekkanika bla xkiel u proprjetajiet elettriċi xierqa, b'mod partikolari radjazzjoni esterna baxxa u riflessjoni interna baxxa.
Flanġ:
Il-ħanek tal-gwida tal-mewġ jintużaw ħafna f'komunikazzjonijiet microwave, sistemi tar-radar, komunikazzjonijiet bis-satellita, sistemi ta 'antenna, u tagħmir tal-laboratorju fir-riċerka xjentifika.Jintużaw biex jgħaqqdu sezzjonijiet differenti tal-gwida tal-mewġ, jiżguraw li t-tnixxija u l-interferenza jiġu evitati, u jżommu allinjament preċiż tal-gwida tal-mewġ biex jiżguraw trasmissjoni għolja Affidabbli u pożizzjonament preċiż tal-mewġ elettromanjetiku ta 'frekwenza.Waveguide tipiku għandu flanġ f'kull tarf, kif muri fil-Figura 5.
figura 5 (a)flanġ sempliċi;(b)akkoppjar tal-flanġ.
Fi frekwenzi aktar baxxi l-ħanek se jkun ibbrejjat jew iwweldjat mal-waveguide, filwaqt li fi frekwenzi ogħla jintuża flanġ ċatt butt flatter.Meta żewġ partijiet huma magħquda, il-flanġijiet huma mbarrati flimkien, iżda t-truf għandhom ikunu lesti bla xkiel biex jiġu evitati diskontinwitajiet fil-konnessjoni.Huwa ovvjament aktar faċli li tallinja l-komponenti b'mod korrett b'xi aġġustamenti, għalhekk il-gwidi tal-mewġ iżgħar kultant huma mgħammra bi flanġijiet bil-kamin li jistgħu jiġu invitati flimkien ma 'ring nut.Hekk kif tiżdied il-frekwenza, id-daqs tal-akkoppjar tal-gwida tal-mewġ jonqos b'mod naturali, u d-diskontinwità tal-akkoppjar issir akbar fi proporzjon mal-wavelength tas-sinjal u d-daqs tal-waveguide.Għalhekk, diskontinwitajiet fi frekwenzi ogħla jsiru aktar idejqek.
figura 6 (a)Sezzjoni trasversali tal-akkoppjar taċ-ċowk;(b)dehra tat-tarf tal-ħanek taċ-ċowk
Biex issolvi din il-problema, tista 'titħalla vojt żgħir bejn il-gwidi tal-mewġ, kif muri fil-Figura 6. Akkoppjar taċ-ċowk li jikkonsisti minn flanġ ordinarju u flanġ taċ-ċowk konnessi flimkien.Biex tikkumpensa għal diskontinwitajiet possibbli, ċirku taċ-ċowk ċirkolari b'sezzjoni trasversali f'forma ta 'L jintuża fil-flanġ taċ-ċowk biex tinkiseb konnessjoni ta' twaħħil aktar stretta.B'differenza mill-flanġijiet ordinarji, il-flanġijiet taċ-ċowk huma sensittivi għall-frekwenza, iżda disinn ottimizzat jista 'jiżgura bandwidth raġonevoli (forsi 10% tal-frekwenza ċentrali) li fuqha l-SWR ma jaqbiżx 1.05.
Ħin tal-post: Jan-15-2024
