बातमी - रडार अँटेनामधील ऊर्जा रूपांतरण

मायक्रोवेव्ह सर्किट्स किंवा सिस्टीममध्ये, संपूर्ण सर्किट किंवा सिस्टीम अनेकदा फिल्टर्स, कपलर, पॉवर डिव्हायडर इत्यादींसारख्या अनेक मूलभूत मायक्रोवेव्ह उपकरणांनी बनलेली असते. अशी आशा असते की या उपकरणांद्वारे, कमीत कमी हानीसह एका बिंदूपासून दुसऱ्या बिंदूपर्यंत सिग्नल पॉवर कार्यक्षमतेने प्रसारित करणे शक्य होईल;

संपूर्ण वाहन रडार प्रणालीमध्ये, ऊर्जा रूपांतरणामध्ये प्रामुख्याने चिपमधून पीसीबी बोर्डवरील फीडरकडे ऊर्जेचे हस्तांतरण, फीडरकडून अँटेनाच्या मुख्य भागाकडे हस्तांतरण आणि अँटेनाद्वारे ऊर्जेचे कार्यक्षम विकिरण यांचा समावेश होतो. या संपूर्ण ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रियेमध्ये, कन्व्हर्टरची रचना हा एक महत्त्वाचा भाग आहे. मिलीमीटर वेव्ह प्रणालींमधील कन्व्हर्टर्समध्ये प्रामुख्याने मायक्रोस्ट्रिप ते सबस्ट्रेट इंटिग्रेटेड वेव्हगाइड (SIW) रूपांतरण, मायक्रोस्ट्रिप ते वेव्हगाइड रूपांतरण, SIW ते वेव्हगाइड रूपांतरण, कोॲक्सिअल ते वेव्हगाइड रूपांतरण, वेव्हगाइड ते वेव्हगाइड रूपांतरण आणि विविध प्रकारच्या वेव्हगाइड रूपांतरणांचा समावेश होतो. या अंकात मायक्रोबँड SIW रूपांतरणाच्या रचनेवर लक्ष केंद्रित केले जाईल.

वेगवेगळ्या प्रकारच्या वाहतूक संरचना

मायक्रोस्ट्रिपतुलनेने कमी मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सीवर सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या मार्गदर्शक संरचनांपैकी ही एक आहे. साधी रचना, कमी खर्च आणि सरफेस माउंट घटकांसोबत उच्च एकीकरण हे तिचे मुख्य फायदे आहेत. एक सामान्य मायक्रोस्ट्रिप लाइन डायलेक्ट्रिक लेयर सबस्ट्रेटच्या एका बाजूला कंडक्टर वापरून तयार केली जाते, दुसऱ्या बाजूला एकच ग्राउंड प्लेन तयार केला जातो आणि त्याच्या वर हवा असते. सर्वात वरचा कंडक्टर हा मुळात एक प्रवाहकीय पदार्थ (सहसा तांबे) असतो, ज्याला एका अरुंद तारेचा आकार दिलेला असतो. लाइनची रुंदी, जाडी, सापेक्ष पारगम्यता आणि सबस्ट्रेटचा डायलेक्ट्रिक लॉस टँजंट हे महत्त्वाचे पॅरामीटर्स आहेत. याव्यतिरिक्त, उच्च फ्रिक्वेन्सीवर कंडक्टरची जाडी (म्हणजेच, मेटलायझेशनची जाडी) आणि कंडक्टरची चालकता देखील महत्त्वपूर्ण ठरते. या पॅरामीटर्सचा काळजीपूर्वक विचार करून आणि इतर उपकरणांसाठी मायक्रोस्ट्रिप लाइन्सचा मूलभूत घटक म्हणून वापर करून, फिल्टर्स, कपलर, पॉवर डिव्हायडर/कंबाइनर, मिक्सर इत्यादी अनेक प्रिंटेड मायक्रोवेव्ह उपकरणे आणि घटक डिझाइन केले जाऊ शकतात. तथापि, जसजशी फ्रिक्वेन्सी वाढते (जेव्हा तुलनेने उच्च मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सीकडे जातो), तसतसे ट्रान्समिशनमधील नुकसान वाढते आणि रेडिएशन होते. त्यामुळे, आयताकृती वेव्हगाइड्ससारख्या पोकळ नळीच्या वेव्हगाइड्सना प्राधान्य दिले जाते, कारण उच्च फ्रिक्वेन्सीवर त्यात नुकसान कमी असते (रेडिएशन होत नाही). वेव्हगाईडचा आतील भाग सामान्यतः हवेचा असतो. परंतु, इच्छित असल्यास, तो डायलेक्ट्रिक पदार्थाने भरला जाऊ शकतो, ज्यामुळे वायूने भरलेल्या वेव्हगाईडपेक्षा त्याचा क्रॉस-सेक्शन लहान होतो. तथापि, पोकळ नळीचे वेव्हगाईड अनेकदा अवजड असतात, विशेषतः कमी फ्रिक्वेन्सीवर जड असू शकतात, त्यांच्या निर्मितीसाठी उच्च आवश्यकता असतात आणि ते महाग असतात, तसेच त्यांना प्लेनर प्रिंटेड स्ट्रक्चर्ससोबत एकत्रित केले जाऊ शकत नाही.

RFMISO मायक्रोस्ट्रिप अँटेना उत्पादने:

आरएम-एमए२५५२७-२२,२५.५-२७जीएचझेड

आरएम-एमए४२५४३५-२२,४.२५-४.३५जीएचझेड

दुसरी रचना ही मायक्रोस्ट्रिप रचना आणि वेव्हगाईड यांच्यातील एक संकरित मार्गदर्शन रचना आहे, जिला सबस्ट्रेट इंटिग्रेटेड वेव्हगाईड (SIW) म्हणतात. SIW ही एक डायलेक्ट्रिक पदार्थावर तयार केलेली एकात्मिक वेव्हगाईडसारखी रचना आहे, जिच्या वरच्या आणि खालच्या बाजूस वाहक असतात आणि बाजूच्या भिंती तयार करण्यासाठी दोन धातूच्या व्हियांची एक रेषीय रचना असते. मायक्रोस्ट्रिप आणि वेव्हगाईड रचनांच्या तुलनेत, SIW किफायतशीर आहे, तिची उत्पादन प्रक्रिया तुलनेने सोपी आहे आणि ती प्लॅनर उपकरणांसोबत एकत्रित केली जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, उच्च फ्रिक्वेन्सीवरील तिची कामगिरी मायक्रोस्ट्रिप रचनांपेक्षा चांगली असते आणि तिच्यात वेव्हगाईड डिस्पर्शनचे गुणधर्म असतात. आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे;

SIW डिझाइन मार्गदर्शक तत्त्वे

सबस्ट्रेट इंटिग्रेटेड वेव्हगाईड्स (SIWs) ह्या इंटिग्रेटेड वेव्हगाईडसारख्या संरचना आहेत, ज्या दोन समांतर धातूच्या प्लेट्सना जोडणाऱ्या डायइलेक्ट्रिकमध्ये एम्बेड केलेल्या धातूच्या व्हियांच्या दोन रांगा वापरून तयार केल्या जातात. धातूच्या थ्रू-होल्सच्या रांगा बाजूच्या भिंती तयार करतात. ह्या संरचनेत मायक्रोस्ट्रिप लाईन्स आणि वेव्हगाईड्सची वैशिष्ट्ये आहेत. याची उत्पादन प्रक्रिया देखील इतर प्रिंटेड सपाट संरचनांसारखीच आहे. एका सामान्य SIW ची भूमिती आकृती २.१ मध्ये दर्शविली आहे, जिथे SIW संरचनेची रचना करण्यासाठी त्याची रुंदी (म्हणजे बाजूच्या दिशेने व्हियांमधील अंतर (as)), व्हियांचा व्यास (d) आणि पिच लांबी (p) यांचा वापर केला जातो. सर्वात महत्त्वाचे भूमितीय पॅरामीटर्स (आकृती २.१ मध्ये दर्शविलेले) पुढील विभागात स्पष्ट केले जातील. लक्षात घ्या की आयताकृती वेव्हगाईडप्रमाणेच, प्रमुख मोड TE10 आहे. एअर-फिल्ड वेव्हगाईड्स (AFWG) आणि डायइलेक्ट्रिक-फिल्ड वेव्हगाईड्स (DFWG) यांची कटऑफ फ्रिक्वेन्सी fc आणि परिमाणे a व b यांच्यातील संबंध हा SIW डिझाइनमधील पहिला मुद्दा आहे. हवेने भरलेल्या वेव्हगाईड्ससाठी, कटऑफ फ्रिक्वेन्सी खालील सूत्रात दर्शवल्याप्रमाणे असते.

SIW मूलभूत रचना आणि गणना सूत्र[1]

येथे c हा मोकळ्या जागेतील प्रकाशाचा वेग आहे, m आणि n हे मोड्स आहेत, a हा मोठ्या वेव्हगाइडचा आकार आहे आणि b हा लहान वेव्हगाइडचा आकार आहे. जेव्हा वेव्हगाइड TE10 मोडमध्ये कार्य करते, तेव्हा ते fc=c/2a असे सोपे केले जाऊ शकते; जेव्हा वेव्हगाइड डायलेक्ट्रिकने भरलेले असते, तेव्हा ब्रॉडसाइडची लांबी a ची गणना ad=a/Sqrt(εr) ने केली जाते, जेथे εr हे माध्यमाचे डायलेक्ट्रिक स्थिरांक आहे; SIW ला TE10 मोडमध्ये कार्य करण्यासाठी, थ्रू होल स्पेसिंग p, व्यास d आणि रुंद बाजू as यांनी खालील आकृतीच्या वरच्या उजव्या बाजूला असलेल्या सूत्राचे समाधान केले पाहिजे, आणि d<λg आणि p<2d [2] ची अनुभवजन्य सूत्रे देखील आहेत;

येथे λg ही मार्गदर्शित तरंग तरंगलांबी आहे: त्याच वेळी, सब्सट्रेटची जाडी SIW आकाराच्या डिझाइनवर परिणाम करणार नाही, परंतु ती संरचनेच्या हानीवर परिणाम करेल, म्हणून उच्च-जाडीच्या सब्सट्रेट्सच्या कमी-हानीच्या फायद्यांचा विचार केला पाहिजे.

मायक्रोस्ट्रिप ते SIW रूपांतरण
जेव्हा मायक्रोस्ट्रिप स्ट्रक्चरला SIW शी जोडण्याची आवश्यकता असते, तेव्हा टॅपर्ड मायक्रोस्ट्रिप ट्रान्झिशन ही एक मुख्य पसंतीची ट्रान्झिशन पद्धत आहे, आणि इतर प्रिंटेड ट्रान्झिशनच्या तुलनेत टॅपर्ड ट्रान्झिशन सामान्यतः ब्रॉडबँड मॅच प्रदान करते. एका चांगल्या प्रकारे डिझाइन केलेल्या ट्रान्झिशन स्ट्रक्चरमध्ये परावर्तन खूप कमी असते, आणि इन्सर्शन लॉस प्रामुख्याने डायलेक्ट्रिक आणि कंडक्टर लॉसमुळे होतो. सबस्ट्रेट आणि कंडक्टर मटेरियलची निवड प्रामुख्याने ट्रान्झिशनचा लॉस ठरवते. सबस्ट्रेटची जाडी मायक्रोस्ट्रिप लाइनच्या रुंदीत अडथळा आणत असल्यामुळे, जेव्हा सबस्ट्रेटची जाडी बदलते तेव्हा टॅपर्ड ट्रान्झिशनचे पॅरामीटर्स समायोजित केले पाहिजेत. ग्राउंडेड कोप्लॅनर वेव्हगाइड (GCPW) हा आणखी एक प्रकार आहे जो उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिस्टीममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जाणारा ट्रान्समिशन लाइन स्ट्रक्चर आहे. इंटरमीडिएट ट्रान्समिशन लाइनच्या जवळ असलेले साइड कंडक्टर ग्राउंड म्हणूनही काम करतात. मुख्य फीडरची रुंदी आणि साइड ग्राउंडमधील अंतर समायोजित करून, आवश्यक कॅरॅक्टरिस्टिक इम्पेडन्स मिळवता येतो.

मायक्रोस्ट्रिप ते SIW आणि GCPW ते SIW

खालील आकृती मायक्रोस्ट्रिप ते SIW च्या डिझाइनचे एक उदाहरण आहे. वापरलेले माध्यम रॉजर्स३००३ आहे, त्याचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक ३.० आहे, वास्तविक हानीचे मूल्य ०.००१ आहे आणि जाडी ०.१२७ मिमी आहे. दोन्ही टोकांवरील फीडरची रुंदी ०.२८ मिमी आहे, जी अँटेना फीडरच्या रुंदीशी जुळते. थ्रू-होलचा व्यास d=०.४ मिमी आणि अंतर p=०.६ मिमी आहे. सिम्युलेशनचा आकार ५० मिमी*१२ मिमी*०.१२७ मिमी आहे. पासबँडमधील एकूण हानी सुमारे १.५ डीबी आहे (जी रुंद-बाजूचे अंतर ऑप्टिमाइझ करून आणखी कमी केली जाऊ शकते).