Hvernig á að ná viðnámssamsvörun bylgjuleiðara?Frá flutningslínukenningunni í microstrip loftnetskenningunni vitum við að hægt er að velja viðeigandi raðlínur eða samhliða flutningslínur til að ná viðnámssamsvörun milli flutningslína eða milli flutningslína og álags til að ná hámarks aflflutningi og lágmarks endurkaststapi.Sama meginregla um viðnámssamsvörun í microstrip línum á við um viðnámssamsvörun í bylgjuleiðurum.Endurspeglun í bylgjuleiðarakerfum getur leitt til ósamræmis viðnáms.Þegar viðnámsrýrnun á sér stað er lausnin sú sama og fyrir flutningslínur, það er að breyta tilskildu gildi. Klumpað viðnám er sett á fyrirfram reiknaða punkta í bylgjuleiðaranum til að vinna bug á misræminu og þar með útrýma áhrifum endurkasta.Þó að flutningslínur noti klumpaða viðnám eða stubba, nota bylgjuleiðarar málmblokkir af ýmsum stærðum.
mynd 1:Bylgjuleiðari og jafngild hringrás, (a) rafrýmd; (b) innleiðandi; (c) ómun.
Mynd 1 sýnir mismunandi gerðir viðnámssamsvörunar, með hvaða myndum sem er sýnt og getur verið rafrýmd, inductive eða resonant.Stærðfræðileg greining er flókin en eðlisfræðilega skýringin ekki.Með hliðsjón af fyrstu rafrýmdu málmröndinni á myndinni má sjá að möguleikinn sem var á milli efstu og neðstu veggja bylgjuleiðarans (í ríkjandi ham) er nú á milli málmflatanna tveggja í nærri nálægð, þannig að rýmið er stig hækkar.Aftur á móti leyfir málmblokkinn á mynd 1b straumi að flæða þar sem hann rann ekki áður.Það verður straumflæði í áður auknu rafsviðsplaninu vegna þess að málmblokkin hefur verið bætt við.Þess vegna á sér stað orkugeymsla í segulsviðinu og inductance á þeim punkti bylgjuleiðarans eykst.Að auki, ef lögun og staðsetning málmhringsins á mynd c er hönnuð á sanngjarnan hátt, verður inductive viðbragðið og rafrýmd viðbragðið sem kynnt er jafnt og ljósopið verður samhliða ómun.Þetta þýðir að viðnámssamsvörun og stilling aðalhamsins er mjög góð og shunting áhrif þessarar stillingar verða hverfandi.Hins vegar verða aðrar stillingar eða tíðnir deyfðar, þannig að ómandi málmhringurinn virkar bæði sem bandpass sía og hamsía.
mynd 2: (a) bylgjuleiðarapóstar; (b) tveggja skrúfa samsvörun
Önnur leið til að stilla er sýnd hér að ofan, þar sem sívalur málmpóstur nær frá einni af breiðu hliðunum inn í bylgjuleiðarann, sem hefur sömu áhrif og málmrönd hvað varðar að veita klumpað viðbragð á þeim stað.Málmpósturinn getur verið rafrýmd eða inductive, eftir því hversu langt hann nær inn í bylgjuleiðarann.Í meginatriðum er þessi samsvörun aðferð sú að þegar slík málmsúla nær örlítið inn í bylgjuleiðarann, gefur hún rafrýmd susceptance á þeim tímapunkti, og rafrýmd susceptance eykst þar til skarpskyggni er um fjórðungur af bylgjulengd. Á þessum tímapunkti á sér stað raðómun. .Frekari skarpskyggni málmstöngarinnar leiðir til þess að framleiðsla er veitt sem minnkar eftir því sem innsetningin verður fullkomnari.Ómun styrkleiki við miðpunktsuppsetningu er í öfugu hlutfalli við þvermál súlunnar og er hægt að nota sem síu, en í þessu tilviki er hún notuð sem bandstoppsía til að senda hærri röð stillingar.Í samanburði við að auka viðnám málmræma er stór kostur þess að nota málmpósta að auðvelt er að stilla þá.Til dæmis er hægt að nota tvær skrúfur sem stillingartæki til að ná skilvirkri samsvörun bylgjuleiðara.
Viðnámsálag og deyfingar:
Eins og öll önnur flutningskerfi, þurfa bylgjuleiðarar stundum fullkomna viðnámssamsvörun og stillt álag til að gleypa að fullu komandi bylgjur án endurkasts og til að vera ónæmir fyrir tíðni.Ein umsókn fyrir slíkar útstöðvar er að gera ýmsar aflmælingar á kerfinu án þess að gefa út afl.
mynd 3 bylgjuleiðaraviðnámsálag(a)einn taper(b)tvöfaldur taper
Algengasta viðnámslokið er hluti af tapandi raforku sem er settur upp í enda bylgjuleiðarans og mjókkaður (með oddinum vísað í átt að komandi bylgju) til að valda ekki endurkasti.Þessi tapandi miðill getur tekið alla breidd bylgjuleiðarans, eða hann getur aðeins tekið miðja enda bylgjuleiðarans, eins og sýnt er á mynd 3. Tapið getur verið einn eða tvöfaldur taper og hefur venjulega lengdina λp/2, með heildarlengd um það bil tvær bylgjulengdir.Venjulega úr rafmagnsplötum eins og gleri, húðuð með kolefnisfilmu eða vatnsgleri að utan.Fyrir háa aflnotkun geta slíkar skautar verið með hitakössum utan á bylgjuleiðaranum og aflinu sem afhent er í flugstöðina er hægt að dreifa í gegnum hitavaskinn eða með þvinguðum loftkælingu.
mynd 4 Hreyfanlegur deyfir
Hægt er að gera rafdrifnar deyfingar færanlegar eins og sýnt er á mynd 4. Staðsett í miðri bylgjuleiðaranum er hægt að færa hann til hliðar frá miðju bylgjuleiðarans, þar sem hann mun veita mesta dempunina, til brúnanna, þar sem deyfingin minnkar verulega. þar sem rafsviðsstyrkur ríkjandi hams er mun lægri.
Dempun í bylgjuleiðara:
Orkudempun bylgjuleiðara felur aðallega í sér eftirfarandi þætti:
1. Hugleiðingar frá innri ósamfellu í bylgjuleiðara eða misjafna bylgjuleiðarahluta
2. Tap af völdum straums sem flæðir í bylgjuleiðaraveggjum
3. Rafmagnstap í fylltum bylgjuleiðurum
Síðustu tveir eru svipaðir samsvarandi tapi í koaxlínum og eru báðir tiltölulega lítil.Þetta tap er háð veggefninu og grófleika þess, rafstraumnum sem notað er og tíðninni (vegna húðáhrifa).Fyrir koparrör er bilið frá 4 dB/100m við 5 GHz til 12 dB/100m við 10 GHz, en fyrir álrör er bilið lægra.Fyrir silfurhúðaða bylgjuleiðara er tapið venjulega 8dB/100m við 35 GHz, 30dB/100m við 70 GHz og nálægt 500 dB/100m við 200 GHz.Til að draga úr tapi, sérstaklega við hæstu tíðni, eru bylgjuleiðarar stundum húðaðir (innbyrðis) með gulli eða platínu.
Eins og áður hefur verið bent á, virkar bylgjuleiðarinn sem hárásasía.Þrátt fyrir að bylgjuleiðarinn sjálfur sé nánast taplaus, eru tíðni fyrir neðan viðmiðunartíðnina verulega dempuð.Þessi dempun stafar af endurkasti við ölduleiðaramunninn frekar en útbreiðslu.
Bylgjuleiðaratenging:
Bylgjuleiðaratenging á sér venjulega stað í gegnum flansa þegar bylgjuleiðarstykki eða íhlutir eru tengdir saman.Hlutverk þessa flans er að tryggja slétta vélræna tengingu og viðeigandi rafeiginleika, sérstaklega litla ytri geislun og litla innri endurspeglun.
Flans:
Bylgjuleiðaraflansar eru mikið notaðir í örbylgjusamskiptum, ratsjárkerfum, gervihnattasamskiptum, loftnetskerfum og rannsóknarstofubúnaði í vísindarannsóknum.Þeir eru notaðir til að tengja saman mismunandi bylgjuleiðarahluta, tryggja að komið sé í veg fyrir leka og truflanir og viðhalda nákvæmri röðun bylgjuleiðarans til að tryggja mikla áreiðanlega sendingu og nákvæma staðsetningu tíðni rafsegulbylgna.Dæmigerð bylgjuleiðari er með flans í hvorum enda, eins og sýnt er á mynd 5.
mynd 5 (a) látlaus flans; (b) flans tenging.
Við lægri tíðni verður flansinn lóðaður eða soðinn við bylgjuleiðarann, en á hærri tíðni er flatari rassflans notaður.Þegar tveir hlutar eru sameinaðir eru flansarnir boltaðir saman, en endarnir verða að vera sléttir til að koma í veg fyrir ósamfellu í tengingunni.Það er augljóslega auðveldara að samræma íhlutina rétt með einhverjum stillingum, svo minni bylgjuleiðarar eru stundum búnir snittuðum flönsum sem hægt er að skrúfa saman með hringhnetu.Eftir því sem tíðnin eykst minnkar stærð bylgjuleiðaratengingarinnar náttúrulega og ósamfellan í tengingunni verður stærri í hlutfalli við merkisbylgjulengd og bylgjuleiðarastærð.Þess vegna verða ósamfellur á hærri tíðnum erfiðari.
mynd 6 (a) Þversnið af innsöfnunartengi; (b) endamynd af innstunguflans
Til að leysa þetta vandamál er hægt að skilja eftir lítið bil á milli bylgjuleiðaranna, eins og sést á mynd 6. Innsöfnunartengi sem samanstendur af venjulegum flans og flans sem er tengdur saman.Til að jafna upp hugsanlegar ósamfellur er hringlaga innsöfnunarhringur með L-laga þversniði notaður í innstunguflansinn til að ná þéttari tengingu.Ólíkt venjulegum flansum eru choke flansar tíðniviðkvæmir, en bjartsýni hönnun getur tryggt hæfilega bandbreidd (kannski 10% af miðtíðni) þar sem SWR fer ekki yfir 1,05.
Pósttími: 15-jan-2024
