செய்தி - ரேடார் ஆண்டெனாக்களில் ஆற்றல் மாற்றம்

மைக்ரோவேவ் சுற்றுகள் அல்லது அமைப்புகளில், முழு சுற்றும் அல்லது அமைப்பும் பெரும்பாலும் வடிகட்டிகள், இணைப்பிகள், ஆற்றல் பிரிப்பான்கள் போன்ற பல அடிப்படை மைக்ரோவேவ் சாதனங்களால் ஆனது. இந்தச் சாதனங்கள் மூலம், குறைந்தபட்ச இழப்புடன் ஒரு புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு புள்ளிக்கு சமிக்ஞை ஆற்றலைத் திறமையாகக் கடத்த முடியும் என்று நம்பப்படுகிறது.

முழுமையான வாகன ரேடார் அமைப்பில், ஆற்றல் மாற்றமானது முக்கியமாக, சிப்பிலிருந்து PCB பலகையில் உள்ள ஃபீடருக்கு ஆற்றலைக் கடத்துதல், ஃபீடரிலிருந்து ஆண்டெனா அமைப்புக்கு ஆற்றலைக் கடத்துதல், மற்றும் ஆண்டெனாவால் ஆற்றலைத் திறமையாகக் கதிர்வீச்சு செய்தல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியுள்ளது. இந்த முழுமையான ஆற்றல் பரிமாற்றச் செயல்பாட்டில், கன்வெர்ட்டரின் வடிவமைப்பு ஒரு முக்கியப் பகுதியாகும். மில்லிமீட்டர் அலை அமைப்புகளில் உள்ள கன்வெர்ட்டர்கள் முக்கியமாக மைக்ரோஸ்ட்ரிப்பிலிருந்து சப்ஸ்ட்ரேட் ஒருங்கிணைந்த அலைவழி (SIW) மாற்றம், மைக்ரோஸ்ட்ரிப்பிலிருந்து அலைவழி மாற்றம், SIW-விலிருந்து அலைவழி மாற்றம், கோஆக்சியலிலிருந்து அலைவழி மாற்றம், அலைவழியிலிருந்து அலைவழி மாற்றம் மற்றும் பல்வேறு வகையான அலைவழி மாற்றங்கள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியுள்ளன. இந்த இதழ் மைக்ரோபேண்ட் SIW மாற்ற வடிவமைப்பில் கவனம் செலுத்தும்.

பல்வேறு வகையான போக்குவரத்து கட்டமைப்புகள்

மைக்ரோஸ்ட்ரிப்ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்களில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் வழிகாட்டி கட்டமைப்புகளில் இதுவும் ஒன்றாகும். இதன் முக்கிய நன்மைகள் எளிய கட்டமைப்பு, குறைந்த செலவு மற்றும் மேற்பரப்பு மவுண்ட் கூறுகளுடன் அதிக ஒருங்கிணைப்பு ஆகும். ஒரு வழக்கமான மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன், ஒரு மின்காப்பு அடுக்கு அடி மூலக்கூறின் ஒரு பக்கத்தில் கடத்திகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படுகிறது, மறுபக்கத்தில் ஒரு ஒற்றை தரைத்தளத்தை உருவாக்குகிறது, அதன் மேலே காற்று உள்ளது. மேல் கடத்தி என்பது அடிப்படையில் ஒரு கடத்தும் பொருளாகும் (பொதுவாக தாமிரம்), இது ஒரு குறுகிய கம்பியாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. லைனின் அகலம், தடிமன், சார்பு மின்காப்புத்திறன் மற்றும் அடி மூலக்கூறின் மின்காப்பு இழப்பு டேன்ஜென்ட் ஆகியவை முக்கியமான அளவுருக்கள் ஆகும். கூடுதலாக, கடத்தியின் தடிமன் (அதாவது, உலோகப்பூச்சு தடிமன்) மற்றும் கடத்தியின் கடத்துத்திறன் ஆகியவையும் அதிக அதிர்வெண்களில் முக்கியமானவை. இந்த அளவுருக்களைக் கவனமாகக் கருத்தில் கொண்டு, மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன்களை மற்ற சாதனங்களுக்கான அடிப்படை அலகாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஃபில்டர்கள், கப்ளர்கள், பவர் டிவைடர்கள்/கம்பைனர்கள், மிக்சர்கள் போன்ற பல அச்சிடப்பட்ட மைக்ரோவேவ் சாதனங்கள் மற்றும் கூறுகளை வடிவமைக்க முடியும். இருப்பினும், அதிர்வெண் அதிகரிக்கும்போது (ஒப்பீட்டளவில் அதிக மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்களுக்குச் செல்லும்போது) பரிமாற்ற இழப்புகள் அதிகரித்து கதிர்வீச்சு ஏற்படுகிறது. எனவே, அதிக அதிர்வெண்களில் குறைந்த இழப்புகள் (கதிர்வீச்சு இல்லை) காரணமாக செவ்வக அலைவழிகள் போன்ற உள்ளீடற்ற குழாய் அலைவழிகள் விரும்பப்படுகின்றன. அலைவழியின் உட்புறம் பொதுவாகக் காற்றால் ஆனது. ஆனால் விரும்பினால், அதை மின்காப்புப் பொருளால் நிரப்பலாம், இது வாயு நிரப்பப்பட்ட அலைவழியை விட சிறிய குறுக்குவெட்டுப் பரப்பைக் கொடுக்கும். இருப்பினும், உள்ளீடற்ற குழாய் அலைவழிகள் பெரும்பாலும் பருமனானவை, குறிப்பாகக் குறைந்த அதிர்வெண்களில் கனமாக இருக்கக்கூடும், அதிக உற்பத்தித் தேவைகளைக் கொண்டவை மற்றும் விலை உயர்ந்தவை, மேலும் அவற்றை தட்டையான அச்சிடப்பட்ட கட்டமைப்புகளுடன் ஒருங்கிணைக்க முடியாது.

RFMISO மைக்ரோஸ்ட்ரிப் ஆண்டெனா தயாரிப்புகள்:

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22, 4.25-4.35GHz

மற்றொன்று, மைக்ரோஸ்ட்ரிப் அமைப்புக்கும் அலைவழிக்கும் இடையிலான ஒரு கலப்பின வழிகாட்டுதல் அமைப்பாகும், இது சப்ஸ்ட்ரேட் ஒருங்கிணைந்த அலைவழி (SIW) என்று அழைக்கப்படுகிறது. SIW என்பது ஒரு மின்காப்புப் பொருளின் மீது உருவாக்கப்பட்ட, ஒருங்கிணைந்த அலைவழி போன்ற அமைப்பாகும். இதன் மேலும் கீழும் கடத்திகளும், பக்கவாட்டுச் சுவர்களை உருவாக்கும் இரண்டு உலோகத் துளைகளின் நேரியல் வரிசையும் உள்ளன. மைக்ரோஸ்ட்ரிப் மற்றும் அலைவழி அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, SIW செலவு குறைந்ததாகும், ஒப்பீட்டளவில் எளிதான உற்பத்தி செயல்முறையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் தட்டையான சாதனங்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். கூடுதலாக, உயர் அதிர்வெண்களில் இதன் செயல்திறன் மைக்ரோஸ்ட்ரிப் அமைப்புகளை விடச் சிறந்தது மற்றும் அலைவழி சிதறல் பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது. படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி;

SIW வடிவமைப்பு வழிகாட்டுதல்கள்

அடி மூலக்கூறு ஒருங்கிணைந்த அலைவழிகள் (SIWs) என்பவை, இரண்டு இணையான உலோகத் தகடுகளை இணைக்கும் ஒரு மின்காப்புப் பொருளில் பதிக்கப்பட்ட இரண்டு வரிசை உலோகத் துளைகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படும் ஒருங்கிணைந்த அலைவழி போன்ற கட்டமைப்புகள் ஆகும். உலோகத் துளைகளின் வரிசைகள் பக்கச் சுவர்களை உருவாக்குகின்றன. இந்தக் கட்டமைப்பு நுண்பட்டை கோடுகள் மற்றும் அலைவழிகளின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இதன் உற்பத்தி செயல்முறையும் மற்ற அச்சிடப்பட்ட தட்டையான கட்டமைப்புகளைப் போன்றதே ஆகும். ஒரு வழக்கமான SIW வடிவியல் படம் 2.1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இதில் அதன் அகலம் (அதாவது பக்கவாட்டு திசையில் துளைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி (as)), துளைகளின் விட்டம் (d) மற்றும் பிட்ச் நீளம் (p) ஆகியவை SIW கட்டமைப்பை வடிவமைக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மிக முக்கியமான வடிவியல் அளவுருக்கள் (படம் 2.1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது) அடுத்த பிரிவில் விளக்கப்படும். செவ்வக அலைவழியைப் போலவே, இதன் ஆதிக்கப் பயன்முறை TE10 ஆகும் என்பதைக் கவனிக்கவும். காற்று நிரப்பப்பட்ட அலைவழிகள் (AFWG) மற்றும் மின்காப்பு நிரப்பப்பட்ட அலைவழிகள் (DFWG) ஆகியவற்றின் துண்டிப்பு அதிர்வெண் fc-க்கும், பரிமாணங்கள் a மற்றும் b-க்கும் இடையிலான தொடர்பு SIW வடிவமைப்பின் முதல் புள்ளியாகும். காற்று நிரப்பப்பட்ட அலைவழிகளுக்கான துண்டிப்பு அதிர்வெண், கீழே உள்ள சூத்திரத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

SIW அடிப்படை அமைப்பு மற்றும் கணக்கீட்டு சூத்திரம்[1]

இதில் c என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம், m மற்றும் n ஆகியவை அலைமுறைகள், a என்பது நீண்ட அலைவழியின் அளவு, மற்றும் b என்பது குறுகிய அலைவழியின் அளவு. அலைவழி TE10 பயன்முறையில் செயல்படும்போது, அதை fc=c/2a என எளிதாக்கலாம்; அலைவழி மின்காப்புப் பொருளால் நிரப்பப்படும்போது, அகலப்பக்க நீளம் a ஆனது ad=a/Sqrt(εr) எனக் கணக்கிடப்படுகிறது, இங்கு εr என்பது ஊடகத்தின் மின்காப்பு மாறிலி; SIW-ஐ TE10 பயன்முறையில் செயல்பட வைக்க, துளைவழி இடைவெளி p, விட்டம் d மற்றும் அகலப்பக்கம் as ஆகியவை கீழே உள்ள படத்தின் மேல் வலதுபுறத்தில் உள்ள சூத்திரத்தைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும், மேலும் d<λg மற்றும் p<2d [2] என்பதற்கான அனுபவ சூத்திரங்களும் உள்ளன;

இதில் λg என்பது வழிகாட்டப்பட்ட அலையின் அலைநீளம் ஆகும்: அதே நேரத்தில், அடி மூலக்கூறின் தடிமன் SIW அளவு வடிவமைப்பைப் பாதிக்காது, ஆனால் அது கட்டமைப்பின் இழப்பைப் பாதிக்கும், எனவே அதிக தடிமன் கொண்ட அடி மூலக்கூறுகளின் குறைந்த இழப்பு நன்மைகள் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப்பை SIW ஆக மாற்றுதல்
ஒரு மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கட்டமைப்பை SIW உடன் இணைக்க வேண்டியிருக்கும் போது, கூம்பு வடிவ மைக்ரோஸ்ட்ரிப் இணைப்பு முறை மிகவும் விரும்பப்படும் இணைப்பு முறைகளில் ஒன்றாகும். மேலும், மற்ற அச்சிடப்பட்ட இணைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, இந்த கூம்பு வடிவ இணைப்பு முறை பொதுவாக ஒரு அகன்ற அலைவரிசைப் பொருத்தத்தை வழங்குகிறது. நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு இணைப்பு அமைப்பு மிகக் குறைந்த எதிரொலிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் செருகல் இழப்பு முதன்மையாக மின்காப்பு மற்றும் கடத்தி இழப்புகளால் ஏற்படுகிறது. அடிமூலக்கூறு மற்றும் கடத்திப் பொருட்களின் தேர்வு, இணைப்பு முறையின் இழப்பை முக்கியமாகத் தீர்மானிக்கிறது. அடிமூலக்கூறின் தடிமன் மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோட்டின் அகலத்தைத் தடுப்பதால், அடிமூலக்கூறின் தடிமன் மாறும் போது கூம்பு வடிவ இணைப்பு முறையின் அளவுருக்கள் சரிசெய்யப்பட வேண்டும். மற்றொரு வகையான தரையிடப்பட்ட ஒருதள அலைவழிகாட்டி (GCPW) உயர் அதிர்வெண் அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு செலுத்து வரிசை அமைப்பாகும். இடைநிலை செலுத்து வரிசைக்கு அருகிலுள்ள பக்கக் கடத்திகள் தரையாகவும் செயல்படுகின்றன. பிரதான ஊட்டியின் அகலத்தையும், பக்கத் தரைக்கான இடைவெளியையும் சரிசெய்வதன் மூலம், தேவையான சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பைப் பெற முடியும்.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப் டு எஸ்ஐடபிள்யூ மற்றும் ஜிசிபிடபிள்யூ டு எஸ்ஐடபிள்யூ

கீழே உள்ள படம், SIW-க்கான மைக்ரோஸ்ட்ரிப் வடிவமைப்பின் ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும். இதில் பயன்படுத்தப்படும் ஊடகம் ரோஜர்ஸ்3003, மின்காப்பு மாறிலி 3.0, உண்மையான இழப்பு மதிப்பு 0.001, மற்றும் தடிமன் 0.127 மி.மீ. ஆகும். இரு முனைகளிலும் உள்ள ஃபீடரின் அகலம் 0.28 மி.மீ. ஆகும், இது ஆன்டெனா ஃபீடரின் அகலத்துடன் பொருந்துகிறது. ஊடுதுளையின் விட்டம் d=0.4 மி.மீ., மற்றும் இடைவெளி p=0.6 மி.மீ. ஆகும். உருவகப்படுத்துதலின் அளவு 50 மி.மீ.*12 மி.மீ.*0.127 மி.மீ. ஆகும். கடப்புப்பட்டையில் ஏற்படும் ஒட்டுமொத்த இழப்பு சுமார் 1.5 dB ஆகும் (அகலப்பக்க இடைவெளியை மேம்படுத்துவதன் மூலம் இதை மேலும் குறைக்கலாம்).