Berriak - Energia bihurketa radar antenetan

Mikrouhin-zirkuitu edo sistemetan, zirkuitu edo sistema osoa mikrouhin-gailu oinarrizko askok osatzen dute askotan, hala nola iragazkiek, akoplagailuek, potentzia-banatzaileek, etab. Gailu horien bidez, seinale-potentzia puntu batetik bestera modu eraginkorrean transmititzea posible dela espero da, galera minimoarekin;

Ibilgailuen radar sistema osoan, energia-bihurketak batez ere txipetik PCB plakaren elikadurara energia transferitzea, elikaduraren antenaren gorputzera transferitzea eta antenak energiaren erradiazio eraginkorra ematea dakar. Energia-transferentzia prozesu osoan, zati garrantzitsu bat bihurgailuaren diseinua da. Milimetro-uhin sistemetako bihurgailuek batez ere mikrobandatik substraturako uhin-gida integraturako (SIW) bihurketa, mikrobandatik uhin-gidarako bihurketa, SIWtik uhin-gidarako bihurketa, koaxialetik uhin-gidarako bihurketa, uhin-gidatik uhin-gidarako bihurketa eta uhin-gidarako bihurketa mota desberdinak barne hartzen dituzte. Gai honek mikrobandako SIW bihurketaren diseinuan zentratuko da.

Garraio egitura mota desberdinak

MikrostripMikrouhin-maiztasun nahiko baxuetan gehien erabiltzen den gida-egitura bat da. Bere abantaila nagusiak egitura sinplea, kostu baxua eta gainazaleko muntaketa-osagaiekin integrazio handia dira. Mikrostrip lerro tipiko bat substratu dielektriko baten alde batean eroaleak erabiliz eratzen da, beste aldean lur-plano bakarra osatuz, gainean airea duela. Goiko eroalea funtsean hari estu baten forma duen material eroale bat da (normalean kobrea). Lerroaren zabalera, lodiera, permitibitate erlatiboa eta substratuaren galera dielektrikoaren tangentea parametro garrantzitsuak dira. Gainera, eroalearen lodiera (hau da, metalizazioaren lodiera) eta eroalearen eroankortasuna ere kritikoak dira maiztasun altuagoetan. Parametro hauek arretaz kontuan hartuta eta mikrostrip lerroak beste gailu batzuetarako oinarrizko unitate gisa erabiliz, mikrouhin-gailu eta osagai inprimatu asko diseinatu daitezke, hala nola iragazkiak, akoplagailuak, potentzia-banatzaileak/konbinatzaileak, nahastaileak, etab. Hala ere, maiztasuna handitzen den heinean (mikrouhin-maiztasun nahiko altuetara igarotzean), transmisio-galerak handitzen dira eta erradiazioa gertatzen da. Hori dela eta, hodi hutseko uhin-gidak, hala nola uhin-gida angeluzuzenak, nahiago dira maiztasun altuagoetan galera txikiagoak dituztelako (erradiaziorik ez). Uhin-gidaren barnealdea normalean airea da. Baina nahi izanez gero, material dielektrikoz bete daiteke, gasez betetako uhin-gida bat baino zeharkako sekzio txikiagoa emanez. Hala ere, hodi hutseko uhin-gidak askotan handiak dira, astunak izan daitezke batez ere maiztasun baxuetan, fabrikazio-eskakizun handiagoak behar dituzte eta garestiak dira, eta ezin dira egitura inprimatu planarrekin integratu.

RFMISO MIKROSTRIP ANTENA PRODUKTUAK:

RM-MA25527-22,25.5-27GHz

RM-MA425435-22, 4.25-4.35GHz

Bestea mikrostrip egitura baten eta uhin-gida baten arteko gida-egitura hibridoa da, substratu integratuko uhin-gida (SIW) deritzona. SIW bat material dielektriko batean fabrikatutako uhin-gida integratu baten antzeko egitura bat da, goialdean eta behean eroaleak dituena eta alboko paretak osatzen dituzten bi metalezko bide lineal dituena. Mikrostrip eta uhin-gida egiturekin alderatuta, SIW kostu-eraginkorra da, fabrikazio-prozesu nahiko erraza du eta gailu planarrekin integra daiteke. Gainera, maiztasun altuetan errendimendua mikrostrip egiturena baino hobea da eta uhin-gidaren sakabanaketa-propietateak ditu. 1. irudian erakusten den bezala;

SIW diseinu jarraibideak

Substratu integratuko uhin-gidak (SIW) uhin-gida itxurako egitura integratuak dira, dielektriko batean txertatutako bi metalezko bide ilara erabiliz fabrikatuak, bi metalezko plaka paralelo lotzen dituztenak. Metalezko zulo ilarek osatzen dituzte alboko paretak. Egitura honek mikrostrip lerroen eta uhin-giden ezaugarriak ditu. Fabrikazio prozesua beste egitura lau inprimatu batzuen antzekoa da. SIW geometria tipiko bat 2.1 irudian erakusten da, non bere zabalera (hau da, bideen arteko alboko norabideko bereizketa (as)), bideen diametroa (d) eta pausoaren luzera (p) erabiltzen diren SIW egitura diseinatzeko. Parametro geometriko garrantzitsuenak (2.1 irudian erakusten direnak) hurrengo atalean azalduko dira. Kontuan izan modu nagusia TE10 dela, uhin-gida angeluzuzena bezala. Airez betetako uhin-giden (AFWG) eta dielektrikoz betetako uhin-giden (DFWG) ebakidura-maiztasunaren fc eta a eta b dimentsioen arteko erlazioa da SIW diseinuaren lehen puntua. Airez betetako uhin-giden kasuan, ebakidura-maiztasuna beheko formulan erakusten dena da.

SIW oinarrizko egitura eta kalkulu formula[1]

non c argiaren abiadura espazio librean den, m eta n moduak diren, a uhin-gida luzeagoa den eta b uhin-gida laburragoa den. Uhin-gida TE10 moduan funtzionatzen duenean, fc=c/2a gisa sinplifikatu daiteke; uhin-gida dielektrikoz betetzen denean, a alde zabalaren luzera ad=a/Sqrt(εr) bidez kalkulatzen da, non εr ingurunearen konstante dielektrikoa den; SIW TE10 moduan funtziona dezan, zuloen arteko p tarteak, d diametroak eta as alde zabalak beheko irudiaren goiko eskuineko formula bete behar dute, eta d<λg eta p<2d formula enpirikoak ere badaude [2];

non λg gidatutako uhinaren uhin-luzera den: Aldi berean, substratuaren lodierak ez du eraginik izango SIW tamainaren diseinuan, baina egituraren galeran bai, beraz, lodiera handiko substratuen galera txikiko abantailak kontuan hartu behar dira.

Mikrostrip-etik SIW-ra bihurketa
Mikrostrip egitura bat SIW batera konektatu behar denean, mikrostrip trantsizio konikoa da trantsizio-metodo hobetsienetako bat, eta trantsizio konikoak normalean banda zabaleko bat etortzea eskaintzen du beste trantsizio inprimatuekin alderatuta. Ondo diseinatutako trantsizio-egitura batek islapen oso baxuak ditu, eta txertatze-galera batez ere dielektriko eta eroaleen galerek eragiten dute. Substratuaren eta eroaleen materialen hautaketak zehazten du batez ere trantsizioaren galera. Substratuaren lodierak mikrostrip lerroaren zabalera oztopatzen duenez, trantsizio konikoaren parametroak egokitu behar dira substratuaren lodiera aldatzen denean. Beste mota bateko lurrerako uhin-gida koplanarra (GCPW) ere oso erabilia da maiztasun handiko sistemetan. Tarteko transmisio-lerrotik gertu dauden alboko eroaleek ere lur gisa balio dute. Elikagailu nagusiaren zabalera eta alboko lurrerako tartea doituz, beharrezko inpedantzia karakteristikoa lor daiteke.

Mikrostrip-etik SIW-ra eta GCPW-tik SIW-ra

Beheko irudia SIWrako mikrostrip baten diseinuaren adibide bat da. Erabilitako euskarria Rogers3003 da, konstante dielektrikoa 3.0 da, benetako galera-balioa 0.001 da eta lodiera 0.127 mm da. Elikagailuaren zabalera bi muturretan 0.28 mm da, antena elikagailuaren zabalerarekin bat datorrena. Zuloaren diametroa d=0.4 mm da eta tartea p=0.6 mm. Simulazio-tamaina 50 mm*12 mm*0.127 mm da. Banda-pasako galera orokorra 1.5 dB ingurukoa da (alde zabaleko tartea optimizatuz are gehiago murriztu daiteke).