वेव्हगाइड्सची प्रतिबाधा जुळणी कशी मिळवायची?मायक्रोस्ट्रिप अँटेना सिद्धांतातील ट्रान्समिशन लाइन सिद्धांतावरून, आम्हाला माहित आहे की जास्तीत जास्त पॉवर ट्रान्समिशन आणि कमीतकमी परावर्तन हानी साध्य करण्यासाठी ट्रान्समिशन लाईन्स किंवा ट्रान्समिशन लाइन आणि लोड्समधील प्रतिबाधा जुळण्यासाठी योग्य मालिका किंवा समांतर ट्रान्समिशन लाइन निवडल्या जाऊ शकतात.मायक्रोस्ट्रिप लाईन्समध्ये प्रतिबाधा जुळण्याचे समान तत्त्व वेव्हगाइड्समधील प्रतिबाधा जुळण्याला लागू होते.वेव्हगाइड सिस्टीममधील प्रतिबिंबांमुळे प्रतिबाधा जुळत नाही.जेव्हा प्रतिबाधा बिघडते तेव्हा, सोल्यूशन ट्रान्समिशन लाइन्स प्रमाणेच असते, म्हणजे आवश्यक मूल्य बदलणे, लम्पड इंपिडेन्स विसंगततेवर मात करण्यासाठी वेव्हगाइडमध्ये पूर्व-गणना केलेल्या बिंदूंवर ठेवला जातो, ज्यामुळे प्रतिबिंबांचे परिणाम दूर होतात.ट्रान्समिशन लाईन्स लम्पड इंपिडेन्स किंवा स्टब वापरतात, तर वेव्हगाइड्स विविध आकारांचे मेटल ब्लॉक्स वापरतात.
आकृती 1:वेव्हगाइड आयरीसेस आणि समतुल्य सर्किट,(a)कॅपेसिटिव्ह;(b)इंडक्टिव्ह;(c)रेझोनंट.
आकृती 1 विविध प्रकारचे प्रतिबाधा जुळणी दर्शविते, दर्शविलेले कोणतेही फॉर्म घेऊन आणि कॅपेसिटिव्ह, प्रेरक किंवा अनुनाद असू शकतात.गणितीय विश्लेषण जटिल आहे, परंतु भौतिक स्पष्टीकरण नाही.आकृतीतील पहिल्या कॅपेसिटिव्ह मेटल स्ट्रिपचा विचार केल्यास, हे पाहिले जाऊ शकते की वेव्हगाइडच्या वरच्या आणि खालच्या भिंतींच्या दरम्यान अस्तित्वात असलेली क्षमता (प्रबळ मोडमध्ये) आता दोन धातूच्या पृष्ठभागाच्या जवळ जवळ अस्तित्वात आहे, त्यामुळे कॅपेसिटन्स आहे बिंदू वाढतो.याउलट, आकृती 1b मधील मेटल ब्लॉक विद्युत् प्रवाहाला परवानगी देतो जिथे तो आधी वाहत नव्हता.मेटल ब्लॉक जोडल्यामुळे पूर्वीच्या वर्धित इलेक्ट्रिक फील्ड प्लेनमध्ये वर्तमान प्रवाह असेल.म्हणून, चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ऊर्जा साठवण होते आणि वेव्हगाइडच्या त्या बिंदूवरील प्रेरण वाढते.याशिवाय, आकृती c मधील धातूच्या रिंगचा आकार आणि स्थान वाजवीपणे डिझाइन केले असल्यास, सादर केलेली प्रेरक अभिक्रिया आणि कॅपेसिटिव्ह अभिक्रिया समान असेल आणि छिद्र समांतर अनुनाद असेल.याचा अर्थ असा की मुख्य मोडचे प्रतिबाधा जुळणे आणि ट्यूनिंग खूप चांगले आहे आणि या मोडचा शंटिंग प्रभाव नगण्य असेल.तथापि, इतर मोड किंवा फ्रिक्वेन्सी कमी केल्या जातील, म्हणून रेझोनंट मेटल रिंग बँडपास फिल्टर आणि मोड फिल्टर म्हणून कार्य करते.
आकृती 2:(a)वेव्हगाइड पोस्ट;(b)टू-स्क्रू मॅचर
ट्यून करण्याचा आणखी एक मार्ग वर दर्शविला आहे, जेथे एक दंडगोलाकार धातूची पोस्ट एका रुंद बाजूपासून वेव्हगाइडमध्ये पसरते, ज्याचा त्या बिंदूवर लम्पड रिॲक्टन्स प्रदान करण्याच्या दृष्टीने धातूच्या पट्टीसारखाच प्रभाव असतो.मेटल पोस्ट हे वेव्हगाइडमध्ये किती दूर पसरते यावर अवलंबून कॅपेसिटिव्ह किंवा प्रेरक असू शकते.मूलत:, ही जुळणारी पद्धत अशी आहे की जेव्हा असा धातूचा खांब वेव्हगाइडमध्ये थोडासा विस्तारतो, तेव्हा तो त्या बिंदूवर एक कॅपेसिटिव्ह संवेदना प्रदान करतो आणि कॅपेसिटिव्ह संवेदना तरंगलांबीच्या सुमारे एक चतुर्थांश होईपर्यंत वाढते, या टप्प्यावर, मालिका अनुनाद होतो. .मेटल पोस्टच्या पुढील प्रवेशामुळे एक प्रेरक संवेदना प्रदान केली जाते जी समाविष्ट करणे अधिक पूर्ण झाल्यावर कमी होते.मिडपॉइंट इंस्टॉलेशनवरील रेझोनान्सची तीव्रता स्तंभाच्या व्यासाच्या व्यस्त प्रमाणात असते आणि ती फिल्टर म्हणून वापरली जाऊ शकते, तथापि, या प्रकरणात ते उच्च ऑर्डर मोड प्रसारित करण्यासाठी बँड स्टॉप फिल्टर म्हणून वापरले जाते.धातूच्या पट्ट्यांचा प्रतिबाधा वाढवण्याच्या तुलनेत, मेटल पोस्ट्स वापरण्याचा एक मोठा फायदा म्हणजे ते समायोजित करणे सोपे आहे.उदाहरणार्थ, कार्यक्षम वेव्हगाइड जुळणी साध्य करण्यासाठी दोन स्क्रू ट्यूनिंग उपकरण म्हणून वापरले जाऊ शकतात.
प्रतिरोधक भार आणि कमी करणारे:
इतर कोणत्याही ट्रान्समिशन सिस्टमप्रमाणे, वेव्हगाइड्सना काहीवेळा परावर्तन न करता येणाऱ्या लहरी पूर्णपणे शोषून घेण्यासाठी आणि वारंवारता असंवेदनशील असण्यासाठी परिपूर्ण प्रतिबाधा जुळणारे आणि ट्यून केलेले लोड आवश्यक असतात.अशा टर्मिनल्ससाठी एक अनुप्रयोग म्हणजे प्रत्यक्षात कोणत्याही शक्तीचे विकिरण न करता प्रणालीवर विविध उर्जा मोजमाप करणे.
आकृती 3 वेव्हगाइड रेझिस्टन्स लोड(a) सिंगल टेपर(b)डबल टेपर
सर्वात सामान्य रेझिस्टिव्ह टर्मिनेशन हा वेव्हगाइडच्या शेवटी स्थापित केलेला हानीकारक डायलेक्ट्रिकचा विभाग आहे आणि परावर्तित होऊ नये म्हणून (इनकमिंग वेव्हच्या दिशेने टोक असलेला) टेपर केलेला आहे.हे हानीकारक माध्यम वेव्हगाइडची संपूर्ण रुंदी व्यापू शकते किंवा आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे ते वेव्हगाइडच्या शेवटच्या मध्यभागीच व्यापू शकते. टेपर सिंगल किंवा डबल टेपर असू शकतो आणि त्याची लांबी सामान्यतः λp/2 असते, अंदाजे दोन तरंगलांबीच्या एकूण लांबीसह.सामान्यत: काचेसारख्या डायलेक्ट्रिक प्लेट्सपासून बनविलेले, कार्बन फिल्मने लेपित किंवा बाहेरील पाण्याचे ग्लास.हाय-पॉवर ऍप्लिकेशन्ससाठी, अशा टर्मिनल्समध्ये वेव्हगाइडच्या बाहेर उष्णता सिंक जोडले जाऊ शकतात आणि टर्मिनलला दिलेली वीज हीट सिंकद्वारे किंवा जबरदस्तीने एअर कूलिंगद्वारे नष्ट केली जाऊ शकते.
आकृती 4 जंगम वेन एटेन्युएटर
आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे डायलेक्ट्रिक ऍटेन्युएटर काढता येण्याजोगे केले जाऊ शकतात. वेव्हगाइडच्या मध्यभागी ठेवलेले, ते वेव्हगाइडच्या मध्यभागी बाजूने हलविले जाऊ शकते, जिथे ते सर्वात जास्त क्षीणन प्रदान करेल, कडांवर, जेथे क्षीणन खूप कमी झाले आहे. कारण प्रबळ मोडची इलेक्ट्रिक फील्ड ताकद खूपच कमी आहे.
वेव्हगाइडमध्ये क्षीणन:
वेव्हगाइड्सच्या ऊर्जा क्षीणतेमध्ये प्रामुख्याने खालील बाबींचा समावेश होतो:
1. अंतर्गत वेव्हगाइड खंडितता किंवा चुकीच्या संरेखित वेव्हगाइड विभागांमधून प्रतिबिंब
2. वेव्हगाइड भिंतींमध्ये विद्युत प्रवाहामुळे होणारे नुकसान
3. भरलेल्या वेव्हगाइड्समध्ये डायलेक्ट्रिक नुकसान
शेवटचे दोन समाक्षीय रेषांमधील संबंधित नुकसानासारखे आहेत आणि दोन्ही तुलनेने लहान आहेत.हे नुकसान भिंतीवरील सामग्री आणि त्याचा खडबडीतपणा, वापरलेले डायलेक्ट्रिक आणि वारंवारता (त्वचेच्या परिणामामुळे) यावर अवलंबून असते.ब्रास कंड्युटसाठी, 5 GHz वर 4 dB/100m ते 10 GHz वर 12 dB/100m पर्यंत श्रेणी आहे, परंतु ॲल्युमिनियम कंड्युटसाठी, श्रेणी कमी आहे.सिल्व्हर-लेपित वेव्हगाइड्ससाठी, तोटा सामान्यत: 35 GHz वर 8dB/100m, 70 GHz वर 30dB/100m आणि 200 GHz वर 500 dB/100m च्या जवळपास असतो.तोटा कमी करण्यासाठी, विशेषत: उच्च फ्रिक्वेन्सीवर, वेव्हगाइड्स कधीकधी सोन्याचे किंवा प्लॅटिनमने (आंतरीक) प्लेट केलेले असतात.
आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, वेव्हगाइड उच्च-पास फिल्टर म्हणून कार्य करते.वेव्हगाइड स्वतःच अक्षरशः दोषरहित असले तरी, कटऑफ फ्रिक्वेन्सीच्या खाली असलेल्या फ्रिक्वेन्सी गंभीरपणे कमी केल्या जातात.हे क्षीणीकरण प्रसाराऐवजी वेव्हगाइडच्या मुखावरील प्रतिबिंबामुळे होते.
वेव्हगाइड कपलिंग:
जेव्हा वेव्हगाइडचे तुकडे किंवा घटक एकत्र जोडले जातात तेव्हा वेव्हगाइड कपलिंग सहसा फ्लँजद्वारे होते.या फ्लँजचे कार्य एक गुळगुळीत यांत्रिक कनेक्शन आणि योग्य विद्युत गुणधर्म, विशेषतः कमी बाह्य विकिरण आणि कमी अंतर्गत परावर्तन सुनिश्चित करणे आहे.
बाहेरील कडा:
मायक्रोवेव्ह कम्युनिकेशन्स, रडार सिस्टीम, सॅटेलाइट कम्युनिकेशन्स, अँटेना सिस्टीम आणि वैज्ञानिक संशोधनात प्रयोगशाळा उपकरणांमध्ये वेव्हगाइड फ्लँजचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.ते वेगवेगळ्या वेव्हगाइड विभागांना जोडण्यासाठी, गळती आणि हस्तक्षेप रोखण्यासाठी आणि उच्च विश्वसनीय प्रसारण आणि वारंवारता इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींचे अचूक स्थान सुनिश्चित करण्यासाठी वेव्हगाइडचे अचूक संरेखन राखण्यासाठी वापरले जातात.आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ठराविक वेव्हगाइडच्या प्रत्येक टोकाला एक फ्लँज असतो.
आकृती 5 (a) साधा बाहेरील कडा;(b) बाहेरील कडा जोडणी.
कमी फ्रिक्वेन्सीवर फ्लँज ब्रेज किंवा वेव्हगाइडला वेल्डेड केले जाईल, तर उच्च फ्रिक्वेन्सीवर फ्लॅटर बट फ्लॅट फ्लँज वापरला जाईल.जेव्हा दोन भाग जोडले जातात, तेव्हा फ्लॅन्जेस एकत्र बोल्ट केले जातात, परंतु कनेक्शनमधील खंड टाळण्यासाठी टोके सहजतेने पूर्ण करणे आवश्यक आहे.काही ऍडजस्टमेंट्ससह घटक योग्यरित्या संरेखित करणे स्पष्टपणे सोपे आहे, म्हणून लहान वेव्हगाइड्स कधीकधी थ्रेडेड फ्लँजसह सुसज्ज असतात ज्यांना रिंग नटसह स्क्रू केले जाऊ शकते.वारंवारता वाढत असताना, वेव्हगाइड कपलिंगचा आकार नैसर्गिकरित्या कमी होतो आणि सिग्नल तरंगलांबी आणि वेव्हगाइड आकाराच्या प्रमाणात कपलिंग खंडितता मोठी होते.त्यामुळे, उच्च फ्रिक्वेन्सीवर खंडित होणे अधिक त्रासदायक बनते.
आकृती 6 (अ) चोक कपलिंगचा क्रॉस सेक्शन; (ब) चोक फ्लँजचे शेवटचे दृश्य
या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, आकृती 6 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, वेव्हगाइड्समध्ये एक लहान अंतर सोडले जाऊ शकते. एक चोक कपलिंग ज्यामध्ये सामान्य फ्लँज आणि चोक फ्लँज एकत्र जोडलेले असतात.संभाव्य खंडांची भरपाई करण्यासाठी, चोक फ्लँजमध्ये एल-आकाराच्या क्रॉस-सेक्शनसह एक गोलाकार चोक रिंग वापरली जाते ज्यामुळे घट्ट फिटिंग कनेक्शन प्राप्त होते.सामान्य फ्लॅन्जेसच्या विपरीत, चोक फ्लॅन्जेस वारंवारता संवेदनशील असतात, परंतु ऑप्टिमाइझ केलेले डिझाइन वाजवी बँडविड्थ (कदाचित मध्यवर्ती वारंवारतेच्या 10%) सुनिश्चित करू शकते ज्यावर SWR 1.05 पेक्षा जास्त नाही.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-15-2024
