Nuus - Energie-omskakeling in radarantennas

In mikrogolfkringe of -stelsels bestaan die hele kring of stelsel dikwels uit baie basiese mikrogolftoestelle soos filters, koppelaars, kragverdelers, ens. Daar word gehoop dat dit deur hierdie toestelle moontlik is om seinkrag doeltreffend van een punt na 'n ander oor te dra met minimale verlies;

In die hele voertuigradarstelsel behels energie-omskakeling hoofsaaklik die oordrag van energie vanaf die skyfie na die voerder op die PCB-bord, die oordrag van die voerder na die antennaliggaam, en die doeltreffende uitstraling van energie deur die antenna. In die hele energie-oordragproses is 'n belangrike deel die ontwerp van die omskakelaar. Die omskakelaars in millimetergolfstelsels sluit hoofsaaklik mikrostrip-na-substraat geïntegreerde golfgeleier (SIW) omskakeling, mikrostrip-na-golfgeleier omskakeling, SIW-na-golfgeleier omskakeling, koaksiale-na-golfgeleier omskakeling, golfgeleier-na-golfgeleier omskakeling en verskillende tipes golfgeleier omskakeling in. Hierdie uitgawe sal fokus op mikroband SIW omskakelingsontwerp.

Verskillende tipes vervoerstrukture

Mikrostripis een van die mees gebruikte gidsstrukture by relatief lae mikrogolffrekwensies. Die belangrikste voordele daarvan is eenvoudige struktuur, lae koste en hoë integrasie met oppervlakmonteringskomponente. 'n Tipiese mikrostriplyn word gevorm deur geleiers aan die een kant van 'n diëlektriese laagsubstraat te gebruik, wat 'n enkele grondvlak aan die ander kant vorm, met lug daarbo. Die boonste geleier is basies 'n geleidende materiaal (gewoonlik koper) wat in 'n smal draad gevorm is. Lynwydte, dikte, relatiewe permittiwiteit en diëlektriese verliestangens van die substraat is belangrike parameters. Daarbenewens is die dikte van die geleier (d.w.s. metallisasiedikte) en die geleidingsvermoë van die geleier ook krities by hoër frekwensies. Deur hierdie parameters noukeurig te oorweeg en mikrostriplyne as die basiese eenheid vir ander toestelle te gebruik, kan baie gedrukte mikrogolftoestelle en komponente ontwerp word, soos filters, koppelaars, kragverdelers/kombineerders, mengers, ens. Namate frekwensie egter toeneem (wanneer na relatief hoë mikrogolffrekwensies beweeg word) neem transmissieverliese toe en vind straling plaas. Daarom word holbuisgolfgidse soos reghoekige golfgidse verkies as gevolg van kleiner verliese by hoër frekwensies (geen straling nie). Die binnekant van die golfgids is gewoonlik lug. Maar indien verkies, kan dit met diëlektriese materiaal gevul word, wat dit 'n kleiner deursnee gee as 'n gasgevulde golfleier. Holbuisgolfleiers is egter dikwels lywig, kan swaar wees, veral by laer frekwensies, vereis hoër vervaardigingsvereistes en is duur, en kan nie met planêre gedrukte strukture geïntegreer word nie.

RFMISO MIKROSTROOP ANTENNE PRODUKTE:

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz

Die ander is 'n hibriede geleidingsstruktuur tussen 'n mikrostrookstruktuur en 'n golfgeleier, genaamd 'n substraat-geïntegreerde golfgeleier (SIW). 'n SIW is 'n geïntegreerde golfgeleier-agtige struktuur wat op 'n diëlektriese materiaal vervaardig is, met geleiers bo en onder en 'n lineêre skikking van twee metaalvias wat die sywande vorm. In vergelyking met mikrostrook- en golfgeleierstrukture, is SIW koste-effektief, het 'n relatief maklike vervaardigingsproses en kan dit met planêre toestelle geïntegreer word. Boonop is die werkverrigting by hoë frekwensies beter as dié van mikrostrookstrukture en het dit golfgeleier-dispersie-eienskappe. Soos getoon in Figuur 1;

SIW-ontwerpriglyne

Substraat-geïntegreerde golfgidse (SIW's) is geïntegreerde golfgidsagtige strukture wat vervaardig word deur twee rye metaalvias te gebruik wat in 'n diëlektrikum ingebed is wat twee parallelle metaalplate verbind. Rye metaaldeurgate vorm die sywande. Hierdie struktuur het die eienskappe van mikrostriplyne en golfgidse. Die vervaardigingsproses is ook soortgelyk aan ander gedrukte plat strukture. 'n Tipiese SIW-geometrie word in Figuur 2.1 getoon, waar die breedte daarvan (d.w.s. die skeiding tussen vias in die laterale rigting (as)), die deursnee van die vias (d) en die toonhoogte (p) gebruik word om die SIW-struktuur te ontwerp. Die belangrikste geometriese parameters (getoon in Figuur 2.1) sal in die volgende afdeling verduidelik word. Let daarop dat die dominante modus TE10 is, net soos die reghoekige golfgids. Die verhouding tussen die afsnyfrekwensie fc van luggevulde golfgidse (AFWG) en diëlektrikumgevulde golfgidse (DFWG) en afmetings a en b is die eerste punt van SIW-ontwerp. Vir luggevulde golfgidse is die afsnyfrekwensie soos in die formule hieronder getoon.

SIW basiese struktuur en berekeningsformule[1]

waar c die spoed van lig in vrye ruimte is, m en n die modusse is, a die langer golfgeleiergrootte is, en b die korter golfgeleiergrootte is. Wanneer die golfgeleier in TE10-modus werk, kan dit vereenvoudig word na fc=c/2a; wanneer die golfgeleier met diëlektrikum gevul is, word die breëkantlengte a bereken deur ad=a/Sqrt(εr), waar εr die diëlektriese konstante van die medium is; om SIW in TE10-modus te laat werk, moet die deurgatafstand p, deursnee d en breëkant voldoen aan die formule regs bo in die figuur hieronder, en daar is ook empiriese formules van d<λg en p<2d [2];

waar λg die golflengte van die begeleide golf is: Terselfdertyd sal die dikte van die substraat nie die SIW-grootteontwerp beïnvloed nie, maar dit sal die verlies van die struktuur beïnvloed, dus moet die lae-verlies voordele van hoë-dikte substrate in ag geneem word.

Mikrostrip na SIW omskakeling
Wanneer 'n mikrostripstruktuur aan 'n SIW gekoppel moet word, is die taps toelopende mikrostrip-oorgang een van die hoofverkieslike oorgangsmetodes, en die taps toelopende oorgang bied gewoonlik 'n breëband-ooreenstemming in vergelyking met ander gedrukte oorgange. 'n Goed ontwerpte oorgangsstruktuur het baie lae refleksies, en invoegverlies word hoofsaaklik veroorsaak deur diëlektriese en geleierverliese. Die keuse van substraat- en geleiermateriale bepaal hoofsaaklik die verlies van die oorgang. Aangesien die dikte van die substraat die breedte van die mikrostriplyn belemmer, moet die parameters van die taps toelopende oorgang aangepas word wanneer die dikte van die substraat verander. 'n Ander tipe geaarde koplanêre golfgeleier (GCPW) is ook 'n wyd gebruikte transmissielynstruktuur in hoëfrekwensiestelsels. Die sygeleiers naby die tussenliggende transmissielyn dien ook as grond. Deur die breedte van die hoofvoerder en die gaping na die sygrond aan te pas, kan die vereiste kenmerkende impedansie verkry word.

Mikrostrip na SIW en GCPW na SIW

Die figuur hieronder is 'n voorbeeld van die ontwerp van 'n mikrostrip vir SIW. Die medium wat gebruik word, is Rogers3003, die diëlektriese konstante is 3.0, die ware verlieswaarde is 0.001, en die dikte is 0.127 mm. Die voerderwydte aan beide kante is 0.28 mm, wat ooreenstem met die breedte van die antennavoerder. Die deurgatdiameter is d=0.4 mm, en die spasiëring p=0.6 mm. Die simulasiegrootte is 50 mm * 12 mm * 0.127 mm. Die algehele verlies in die deurlaatband is ongeveer 1.5 dB (wat verder verminder kan word deur die wye-sy spasiëring te optimaliseer).