Kumaha carana ngahontal cocog impedansi tina pandu gelombang? Tina téori jalur transmisi dina téori anteneu mikrostrip, urang terang yén jalur transmisi séri atanapi paralel anu pas tiasa dipilih pikeun ngahontal cocog impedansi antara jalur transmisi atanapi antara jalur transmisi sareng beban pikeun ngahontal transmisi daya maksimum sareng rugi pantulan minimum. Prinsip cocog impedansi anu sami dina jalur mikrostrip lumaku pikeun cocog impedansi dina pandu gelombang. Pantulan dina sistem pandu gelombang tiasa nyababkeun ketidakcocokan impedansi. Nalika karusakan impedansi lumangsung, solusina sami sareng pikeun jalur transmisi, nyaéta, ngarobih nilai anu diperyogikeun. Impedansi anu dilumasi disimpen dina titik anu parantos diitung sateuacanna dina pandu gelombang pikeun ngungkulan ketidakcocokan, sahingga ngaleungitkeun pangaruh pantulan. Sanaos jalur transmisi nganggo impedansi atanapi rintisan anu dilumasi, pandu gelombang nganggo blok logam tina rupa-rupa bentuk.
gambar 1: Iris pandu gelombang sareng sirkuit ékuivalén, (a) Kapasitif; (b) induktif; (c) résonansi.
Gambar 1 nunjukkeun rupa-rupa jinis cocog impedansi, nyandak salah sahiji bentuk anu dipidangkeun sareng tiasa kapasitif, induktif atanapi resonansi. Analisis matematis rumit, tapi katerangan fisik henteu. Nginget strip logam kapasitif munggaran dina gambar, tiasa katingali yén poténsial anu aya antara témbok luhur sareng handap waveguide (dina modeu dominan) ayeuna aya antara dua permukaan logam anu caket, janten kapasitansi nyaéta Titikna ningkat. Sabalikna, blok logam dina Gambar 1b ngamungkinkeun arus ngalir dimana éta henteu ngalir sateuacanna. Bakal aya aliran arus dina bidang medan listrik anu sateuacanna ditingkatkeun kusabab panambahan blok logam. Ku alatan éta, panyimpenan énergi lumangsung dina medan magnét sareng induktansi dina titik waveguide éta ningkat. Salaku tambahan, upami bentuk sareng posisi cincin logam dina Gambar c dirancang sacara wajar, réaktansi induktif sareng réaktansi kapasitif anu diwanohkeun bakal sami, sareng aperture bakal résonansi paralel. Ieu ngandung harti yén cocog impedansi sareng tuning modeu utama saé pisan, sareng pangaruh shunting tina modeu ieu bakal tiasa diabaikan. Nanging, modeu atanapi frékuénsi anu sanés bakal dilemahkeun, janten cincin logam résonansi bertindak salaku filter bandpass sareng filter modeu.
gambar 2:(a) tiang pandu gelombang;(b) korek api dua sekrup
Cara séjén pikeun nyetel dipidangkeun di luhur, dimana tihang logam silinder manjang ti salah sahiji sisi anu lega kana waveguide, gaduh pangaruh anu sami sareng strip logam dina hal nyayogikeun réaktansi lumped dina titik éta. Tihang logam tiasa kapasitif atanapi induktif, gumantung kana sabaraha jauh éta manjang kana waveguide. Intina, metode cocog ieu nyaéta nalika pilar logam sapertos kitu manjang sakedik kana waveguide, éta nyayogikeun susceptance kapasitif dina titik éta, sareng susceptance kapasitif ningkat dugi ka penetrasi sakitar saparapat panjang gelombang. Dina titik ieu, résonansi séri lumangsung. Penetrasi salajengna tina tihang logam ngahasilkeun susceptance induktif anu disayogikeun anu nurun nalika sisipan janten langkung lengkep. Inténsitas résonansi dina pamasangan titik tengah sabanding tibalik sareng diaméter kolom sareng tiasa dianggo salaku filter, kumaha oge, dina hal ieu dianggo salaku filter eureun pita pikeun ngirimkeun modeu urutan anu langkung luhur. Dibandingkeun sareng ningkatkeun impedansi strip logam, kaunggulan utama ngagunakeun tihang logam nyaéta gampang disaluyukeun. Salaku conto, dua sekrup tiasa dianggo salaku alat tuning pikeun ngahontal cocog waveguide anu efisien.
Beban résistif sareng atenuator:
Sapertos sistem transmisi anu sanésna, pandu gelombang kadang-kadang meryogikeun cocog impedansi anu sampurna sareng beban anu disetel pikeun nyerep gelombang anu asup sacara pinuh tanpa pantulan sareng henteu sénsitip kana frékuénsi. Salah sahiji aplikasi pikeun terminal sapertos kitu nyaéta pikeun ngadamel rupa-rupa pangukuran daya dina sistem tanpa leres-leres memancarkeun daya naon waé.
gambar 3 beban résistansi pandu gelombang (a) taper tunggal (b) taper ganda
Terminasi résistif anu paling umum nyaéta bagian dielektrik lossy anu dipasang di tungtung waveguide sareng diruncingkeun (kalayan ujungna nunjuk ka arah gelombang anu datang) supados henteu nyababkeun pantulan. Médium lossy ieu tiasa ngeusian sakumna lébar waveguide, atanapi tiasa ngan ukur ngeusian tengah tungtung waveguide, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 3. Taper tiasa tunggal atanapi ganda sareng biasana gaduh panjang λp/2, kalayan total panjang sakitar dua panjang gelombang. Biasana didamel tina pelat dielektrik sapertos kaca, dilapis ku pilem karbon atanapi gelas cai di luar. Pikeun aplikasi kakuatan tinggi, terminal sapertos kitu tiasa gaduh heat sink anu ditambihkeun kana luar waveguide, sareng daya anu dikirimkeun ka terminal tiasa disebarkeun ngalangkungan heat sink atanapi ngalangkungan pendinginan hawa paksa.
gambar 4 Atenuator baling-baling anu tiasa dipindahkeun
Atenuator dielektrik tiasa dicabut sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 4. Ditempatkeun di tengah waveguide, éta tiasa dipindahkeun ka sisi ti tengah waveguide, dimana éta bakal nyayogikeun atenuasi panggedéna, ka sisi-sisina, dimana atenuasi dikirangan pisan sabab kakuatan medan listrik tina modeu dominan jauh langkung handap.
Atenuasi dina pandu gelombang:
Atenuasi énergi tina waveguide utamina ngawengku aspék-aspék ieu:
1. Pantulan tina diskontinuitas waveguide internal atanapi bagian waveguide anu teu saluyu
2. Karugian anu disababkeun ku arus anu ngalir dina témbok pandu gelombang
3. Karugian dielektrik dina pandu gelombang anu dieusi
Dua anu terakhir sami sareng karugian anu saluyu dina jalur koaksial sareng duanana relatif alit. Karugian ieu gumantung kana bahan témbok sareng kakasaranana, dielektrik anu dianggo sareng frékuénsi (kusabab pangaruh kulit). Pikeun saluran kuningan, rentangna ti 4 dB/100m dina 5 GHz dugi ka 12 dB/100m dina 10 GHz, tapi pikeun saluran aluminium, rentangna langkung handap. Pikeun pandu gelombang anu dilapis pérak, karugian biasana 8dB/100m dina 35 GHz, 30dB/100m dina 70 GHz, sareng caket kana 500 dB/100m dina 200 GHz. Pikeun ngirangan karugian, khususna dina frékuénsi anu pangluhurna, pandu gelombang kadang-kadang dilapis (sacara internal) ku emas atanapi platinum.
Sapertos anu parantos dijelaskeun, waveguide bertindak salaku filter high-pass. Sanaos waveguide sorangan ampir teu aya rugi, frékuénsi di handap frékuénsi cutoff dilemahkeun pisan. Atenuasi ieu disababkeun ku pantulan dina sungut waveguide tinimbang rambatan.
Kopling pandu gelombang:
Kopling waveguide biasana lumangsung ngaliwatan flensa nalika potongan atanapi komponén waveguide digabungkeun. Fungsi flensa ieu nyaéta pikeun mastikeun sambungan mékanis anu lancar sareng sipat listrik anu cocog, khususna radiasi éksternal anu handap sareng pantulan internal anu handap.
Flensa:
Flensa pandu gelombang mikro loba dipaké dina komunikasi gelombang mikro, sistem radar, komunikasi satelit, sistem anteneu, jeung alat laboratorium dina panalungtikan ilmiah. Éta dipaké pikeun nyambungkeun bagian pandu gelombang anu béda, mastikeun bocor jeung gangguan dicegah, sarta ngajaga alignment pandu gelombang anu tepat pikeun mastikeun transmisi anu dipercaya jeung posisi anu tepat tina gelombang éléktromagnétik frékuénsi. Pandu gelombang has mibanda flensa di unggal tungtung, sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 5.
gambar 5 (a) flens polos; (b) kopling flens.
Dina frékuénsi anu langkung handap, flens bakal dibrazing atanapi dilas kana waveguide, sedengkeun dina frékuénsi anu langkung luhur, flens anu datar sareng datar dianggo. Nalika dua bagian digabungkeun, flens dibaut babarengan, tapi tungtungna kedah réngsé kalayan lancar pikeun nyingkahan diskontinuitas dina sambungan. Tangtosna langkung gampang pikeun ngajajarkeun komponén kalayan leres ku sababaraha panyesuaian, janten waveguide anu langkung alit kadang-kadang dilengkepan flens ulir anu tiasa disekrup babarengan ku mur cincin. Nalika frékuénsi ningkat, ukuran kopling waveguide sacara alami ngirangan, sareng diskontinuitas kopling janten langkung ageung sabanding sareng panjang gelombang sinyal sareng ukuran waveguide. Ku alatan éta, diskontinuitas dina frékuénsi anu langkung luhur janten langkung ngaganggu.
gambar 6 (a) Penampang kopling cok; (b) tampilan tungtung flens cok
Pikeun ngarengsekeun masalah ieu, celah leutik tiasa ditinggalkeun antara waveguides, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 6. Kopling choke anu diwangun ku flens biasa sareng flens choke anu disambungkeun babarengan. Pikeun ngimbangan kamungkinan diskontinuitas, cincin choke bunderan kalayan penampang bentuk L dianggo dina flens choke pikeun ngahontal sambungan anu langkung pageuh. Teu sapertos flens biasa, flens choke sénsitip kana frékuénsi, tapi desain anu dioptimalkeun tiasa mastikeun bandwidth anu wajar (panginten 10% tina frékuénsi tengah) dimana SWR henteu ngaleuwihan 1,05.
Waktos posting: 15-Jan-2024
