Микро зурвасын антенны тэжээлийн аргууд: Төрөл ба сонголт

Микро зурвастай антенн нь диэлектрик суурьтай нэг талд дамжуулагч хэсэг үүсгэсэн, нөгөө талд нь газардуулгын хавтгай байрлуулсан намхан профильтай хэвлэмэл антенн юм. Тэжээлийн бүтэц нь дамжуулах шугам болон цацраг туяаны хэсгийн хооронд RF энергийг дамжуулдаг тул оролтын импеданс, үйл ажиллагааны зурвасын өргөн, цацрагийн үр ашиг, туйлшралын цэвэр байдал болон үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй байдалд шууд нөлөөлдөг.

Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг дөрвөн бичил зурвас антенны тэжээлийн арга бол бичил зурвасын шугамын тэжээл, коаксиаль датчик тэжээл, диафрагмтай холбогдсон тэжээл болон ойрын холболттой холбогдсон тэжээл юм. Бүх загварт хамгийн тохиромжтой ганц арга байдаггүй. Зөв сонголт нь шаардлагатай зурвасын өргөн, антенны профайл, тусгаарлалт, цахилгаан хангамж, массивын зохион байгуулалт болон үйлдвэрлэлийн процессоос хамаарна.

Антенны бүтэц болон үйл ажиллагааны зарчмын талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл манай гарын авлагыг үзнэ үүбичил зурвас антенны бүтэц, ажиллах зарчим ба хэрэглээЭнэ нийтлэл нь тэжээлийн механизм, практик буулт болон тэжээлийн цэгийн сонголтод онцгойлон анхаарлаа хандуулдаг.

Микро зурвасын антенны тэжээл гэж юу вэ?

Тэжээл нь RF эх үүсвэр эсвэл хүлээн авагчийг цацрагийн хэсэгт холбож, системийн эсэргүүцлийг антенны оролтын эсэргүүцэл болгон хувиргадаг. Практик загварт тэжээл нь тусдаа хэсэг биш харин антенны нэг хэсэг юм. Түүний геометр нь гүйдлийн тархалт, резонансын давтамж, буцах алдагдал, ашиглах боломжтой зурвасын өргөн болон хүсээгүй цацрагийг өөрчилдөг.

Микро зурвасын антенны тэжээлийг ерөнхийдөө шууд холбоо барих аргууд болон цахилгаан соронзон холболтын аргууд гэж хуваадаг. Микро зурвасын шугам болон коаксиаль датчик тэжээл нь нөхөөстэй шууд цахилгаан холбоо үүсгэдэг. Апертуртай холбогдсон болон ойрын холболттой тэжээл нь цахилгаан соронзон холболтоор энерги дамжуулдаг бөгөөд ихэвчлэн нэгээс олон суурь давхаргыг ашигладаг.

Микро зурвасын антенны тэжээлийн дөрвөн үндсэн арга

1. Микро зурвасын шугамын тэжээл

Микро зурвасын шугамын тэжээлд хэвлэмэл дамжуулах шугамыг нөхөөстэй шууд холбодог. Шугам болон нөхөөсийг нэг суурь дээр нэг хэлхээний самбарын процессоор үйлдвэрлэж болох бөгөөд энэ аргыг энгийн, намхан, хямд өртөгтэй үйлдвэрлэл болон олон хэвлэмэл массивт тохиромжтой болгодог.

Импедансын тохируулгыг тэжээлийн шугамын өргөнийг өөрчлөх, оруулга ашиглах, дөрөвний нэг долгионы трансформатор нэмэх эсвэл шугам болон нөхөөс хоорондын холболтыг оновчтой болгох замаар тохируулж болно. Гол хязгаарлалт нь тэжээлийн шугам мөн цацраг туяагаар цацруулдаг явдал юм. Энэхүү хуурамч цацраг туяа нь хөндлөн туйлшрал болон цацрагийн хэв маягт нөлөөлж болзошгүй, ялангуяа суурь нь харьцангуй зузаан эсвэл тэжээлийн сүлжээ урт үед.

2. Коаксиаль датчик тэжээл

Коаксиаль датчикийн тэжээл нь газардуулгын хавтгай болон суурь дамжин өнгөрдөг. Коаксиаль гадна дамжуулагч нь газардуулгын хавтгайд холбогдсон бол дотор дамжуулагч нь нөхөөстэй холбогдсон байна. Датчикийн байрлалыг зөөх нь цацрагийн гадаргуу дээр тэжээлийн шугам хэвлэхгүйгээр хүссэн оролтын эсэргүүцлийг сонгох тохиромжтой аргыг олгодог.

Энэ арга нь тэжээлийн цэгийн уян хатан байрлал болон ерөнхийдөө тэжээлийн шугамын цацраг багатай байдлыг санал болгодог боловч өрөмдлөг болон найдвартай цахилгаан холболт шаарддаг. Урт датчик нь индуктив чанарыг бий болгодог тул цахилгаан зузаан суурь эсвэл өндөр давтамжтай үед гүйцэтгэл муудаж болно. Тиймээс холбогчийн геометр, гагнуурын эзэлхүүн болон үйлдвэрлэлийн хүлцэл зэргийг эцсийн загварт оруулах ёстой.

3. Апертуртай холбогдсон тэжээл

Нүхтэй холбогдсон тэжээл нь дамжуулах шугамыг газрын хавтгайн доор, харин хэсгийг түүний дээр байрлуулдаг. Эрчим хүч нь газрын хавтгайн үүрээр дамждаг. Газрын хавтгай нь тэжээлийн сүлжээг цацраг туяаны хэсгээс тусгаарладаг тул энэхүү зохицуулалт нь тэжээлээс цацраг туяа руу сайн тусгаарлалт хийж, хүсээгүй тэжээлийн цацрагийг бууруулж чаддаг.

Нүхний хэмжээс, үүрний байрлал, тэжээлийн шугамын овоолго, суурь зузаан болон диэлектрик тогтмолууд нь бүгд холболт болон тохируулгад нөлөөлдөг. Нүхний холболт нь олон шууд тэжээлээс илүү өргөн зурвасын өргөнийг дэмжиж чаддаг боловч олон давхаргат бүтэц, шугам, үүр болон нөхөөс хоорондын нарийн уялдаа холбоог шаарддаг.

4. Ойролцоох холболттой тэжээл

Ойролцоо холболттой тэжээл буюу цахилгаан соронзон холболттой тэжээлд бичил зурвасын шугамыг нөхөөсний доор байрлуулж, диэлектрик давхаргаар тусгаарладаг. Шугам нь нөхөөсний нэг хэсэгтэй давхцаж, энерги нь цахилгаан соронзон оронгоор дамждаг. Шууд цахилгаан холболт байхгүй бөгөөд газардуулгын хавтгайд үүр байхгүй.

Давхардлын урт, шугамын байрлал, субстратын шинж чанар болон давхаргын зузаан нь холболтыг хянадаг. Энэ арга нь өргөн импедансын зурвасын өргөн болон бага хуурамч цацрагийг хангаж чаддаг боловч хоёр давхаргын бүтэц нь илүү зузаан бөгөөд уялдаа холбоо болон холболтын хүлцэлд илүү мэдрэмтгий байдаг.

Микро зурвасын антенны тэжээлийн аргуудын харьцуулалт

Хооллох арга	Ердийн зурвасын зурвасын потенциал	Үйлдвэрлэл	Тэжээлийн цацраг / тусгаарлалт	Хамгийн тохиромжтой
Микро зурвасын шугам	Нарийн ба дунд зэрэг	Энгийн, нэг давхаргат хэлхээний самбар	Тэжээлийн шугамын илүү их цацраг	Намхан профайлтай, хямд үнэтэй хэвлэмэл загвар болон массивууд
Коаксиаль датчик	Нарийн ба дунд зэрэг	Өрөмдлөг ба босоо холболт	Тэжээлийн шугамын бага цацраг	Уян хатан нэг элементийн тэжээлийн цэгийн тохируулга
Диафрагмтай холбогдсон	Дунд зэргээс өргөн хүртэл	Нүхний тохируулгатай олон давхаргат	Тэжээлийн сайн тусгаарлалт	Тусгаарлалт болон илүү өргөн зурвасын өргөнийг шаарддаг загварууд
Ойролцоох холболттой	Өргөн	Давхардсан тэгшлэлттэй олон давхаргат	Бага хуурамч цацраг	Нэмэлт зузааныг хүлээн авах боломжтой өргөн зурвасын загварууд

Эдгээр нь тогтмол гүйцэтгэлийн баталгаа биш, харин харьцангуй дизайны чиг хандлага юм. Нүхний хэлбэр, суурь алдагдал, диэлектрик тогтмол, зузаан, давтамж, тэжээлийн сүлжээний урт болон үйлдвэрлэлийн хүлцэл нь үр дүнг өөрчилж болно.

Зөв хооллох аргыг хэрхэн сонгох вэ

Шаардлагатай зурвасын өргөн:Нарийн зурвасын системд шууд тэжээл хангалттай байдаг. Илүү өргөн импедансын зурвасын өргөн нь үндсэн шаардлага байх үед диафрагм эсвэл ойрын холболтыг илүүд үзэж болно.
Профайл болон давхаргын тоо:Микро зурвастай тэжээл нь бүтцийг нимгэн, үйлдвэрлэхэд хялбар байлгадаг. Хосолсон тэжээл нь нэмэлт давхарга болон тэгшлэлтийг шаарддаг.
Цацрагийн цэвэршилт:Хэрэв тэжээлийн сүлжээний цацраг туяа эсвэл урдаас хойд талын тусгаарлалт чухал бол нүхтэй холбогдсон бүтэц нь тэжээлийг нөхөөсөөс салгаж чадна.
Массив интеграцчилал:Хэвлэсэн бичил зурвасын сүлжээ нь массивуудад тохиромжтой боловч сүлжээ уртсах тусам шугамын алдагдал болон паразит цацраг идэвхжил нэмэгддэг. Корпорацийн тэжээлийн зохион байгуулалт болон далайц/фазын хүлцлийг хамтад нь үнэлэх хэрэгтэй.
Давтамж ба хүлцэл:Миллиметрийн долгионы давтамжид холбогчийн шилжилт, сийлбэрийн хүлцэл, суурь зузаан болон бүртгэлийн алдаа нь цахилгааны хувьд ач холбогдолтой болдог.
Эрчим хүч ба дулааны хязгаарлалт:Дамжуулагчийн алдагдал, диэлектрик халаалт, холбогчийн гүйдлийн нягтрал болон орон нутгийн талбайн концентрацийг төлөвлөсөн чадлын түвшинд шалгах шаардлагатай.
Зардал ба давтагдах чадвар:Хамгийн сайн дуураймал зурвасын өргөнтэй загвар нь хэцүү холболт эсвэл олон давхаргат нягт уялдаа холбоо шаарддаг бол хамгийн сайн үйлдвэрлэлийн сонголт биш байж магадгүй юм.

Коаксиаль датчик тэжээлийн цэгийг хэрхэн сонгох вэ

Зориулалтын зөв байрлал нь зорилтот оролтын импедансыг харуулж, хүлээн зөвшөөрөгдөх хөндлөн туйлшралтай горимыг өдөөх байрлал юм. Үүнийг нөхөөсний төв, хамгийн их цахилгаан орны цэг эсвэл хамгийн их гүйдлийн цэг дээр автоматаар сонгох ёсгүй.

Үндсэн горимдоо ажилладаг ердийн тэгш өнцөгт нөхөөсний хувьд оролтын эсэргүүцэл нь цацрагийн ирмэгийн ойролцоо ерөнхийдөө өндөр байдаг бөгөөд тэжээл нь резонансын хэмжээсийн дагуу төв рүү шилжих тусам буурдаг. 50 ом цэг нь ихэвчлэн ирмэг ба төвийн хооронд байдаг. Яг байршил нь нөхөөсний хэмжээс, суурь шинж чанар, датчикийн диаметр, газардуулгын хавтгай, холбогч болон ойролцоох байгууламжаас хамаарна.

Шаардлагатай резонансын давтамж болон туйлшралын хувьд нөхөөсний хэмжээсээс эхэл.
Хүссэн горимыг өдөөж, хөндлөн туйлширсан талбаруудыг хязгаарлахын тулд датчикийг тохирох тэгш хэмийн шугам дээр байрлуулна.
Бүрэн долгионы цахилгаан соронзон загварт цацраг туяаны ирмэгээс офсетийг байны импеданс болон буцах алдагдалд хүрэх хүртэл шүүрдэнэ.
Коаксиаль шилжилт, датчикийн индуктив чанар, гагнуурын дэвсгэр, хязгаарлагдмал газардуулгын хавтгай, хаалт болон радомыг эцсийн угсралтын нэг хэсэг болгон оруулна уу.
Субстратын зузаан, диэлектрик тогтмол, сийлбэр болон тэжээлийн байрлалын алдааны хүлцлийн загварыг бүтээ.
Үйлдвэрлэсэн антенныг тохируулсан вектор сүлжээний анализатороор баталгаажуулж, хэмжилт болон симуляцийн лавлах хавтгайг харьцуулсны дараа л тохируулна уу.

Дизайн ба хэмжилтийн шалгалт

Тэжээлийн оновчлолыг нэгээс олон S-параметрийн утгатай харьцуулан шалгах шаардлагатай. Бүрэн хяналтад ихэвчлэн дараахь зүйлс орно.

Резонансын давтамж, S11, буцах алдагдал, VSWR болон импедансын зурвасын өргөн.
Үйлдлийн зурвас дээрх бодит ба төсөөллийн оролтын импеданс.
Нийт үр ашиг, олж авсан олз ба дамжуулагч/диэлектрик алдагдал.
Үндсэн хавтгайд байрлах хам туйлширсан ба хөндлөн туйлширсан цацрагийн хэв маяг.
Тэжээл эсвэл холбогчоос үүдэлтэй урд-хойш харьцаа, хажуугийн дэлбээ болон хэв маягийн гажуудал.
Одоогийн тархалт ба төлөвлөөгүй гадаргуугийн долгион эсвэл өндөр эрэмбийн горимуудын нотолгоо.
Хүлээгдэж буй температур, радом, орон сууц, кабелийн чиглүүлэлт болон угсралтын нөхцөлд гүйцэтгэл.

Аппликейшнүүд

Микро зурвасын антенн болон массивуудыг утасгүй холбооны терминал, хиймэл дагуул болон навигацийн тоног төхөөрөмж, радарын мэдрэгч, телеметр, сансрын хөлгийн тавцан, туршилтын систем болон авсаархан суулгагдсан RF бүтээгдэхүүнүүдэд ашигладаг. Тэжээлийн архитектурыг системийн бодит шаардлагад нийцүүлэн сонгох хэрэгтэй: энгийн хэвлэмэл тэжээл нь авсаархан нарийн зурвасын төхөөрөмжид тохиромжтой байж болох бол холбосон тэжээл нь илүү өргөн зурвасын өргөн эсвэл илүү хүчтэй тусгаарлалт хийхэд тохиромжтой байж болно.

Байнга асуудаг асуултууд

Микро зурвасын антенны тэжээлийн аль арга нь хамгийн энгийн вэ?

Микро зурвасын шугамын тэжээл нь ихэвчлэн хамгийн энгийн байдаг, учир нь шугам болон нөхөөсийг ижил суурь дээр хэвлэж болно. Тэжээлийн шугамын цацрагийг хянах шаардлагатай боловч хавтгай тэжээлийн сүлжээтэй нэгтгэхэд хялбар байдаг.

Аль тэжээлийн арга нь хамгийн өргөн зурвасын өргөнийг өгдөг вэ?

Ойролцоох болон диафрагмтай холбогдсон тэжээлүүд нь ерөнхийдөө үндсэн шууд тэжээлүүдээс илүү их зурвасын өргөний боломжийг санал болгодог. Бодит зурвасын өргөн нь антенны бүрэн геометр болон суурь стекээс хамаарна.

Цацраг туяанаас аль тэжээл хамгийн сайн тусгаарлалтыг санал болгодог вэ?

Газардуулгын хавтгай нь тэжээлийн шугамыг нөхөөсөөс тусгаарладаг тул нүхний холболт нь бүтцийн хүчтэй тусгаарлалтыг хангадаг. Нүхний нэвчилт болон арын цацрагийг үнэлэх шаардлагатай хэвээр байна.

Тэжээлийн цэг нь резонансын давтамжийг өөрчилдөг үү?

Үүний гол зорилго нь импедансыг тохируулах явдал боловч датчик эсвэл шугам нь цахилгаан соронзон орныг бас өөрчилдөг. Том датчик, урт датчик, хүчтэй холболт эсвэл мэдрэмтгий талбайн бүсэд ойрхон тэжээл нь резонанс болон оролтын импедансыг өөрчилж болно.

Хооллох болон импеданс тохируулах хоёрын ялгаа юу вэ?

Тэжээл гэдэг нь RF энергийг нөхөөс рүү хэрхэн дамжуулдагийг тайлбарладаг. Импеданс тохируулга гэдэг нь антенны оролтыг дамжуулах шугамтай нийцтэй болгох үйл явц бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 50 ом юм. Тэжээлийн байрлал болон геометр нь чухал тохируулгын хувьсагч боловч нэмэлт трансформатор, оруулга, stub эсвэл тохируулгын сүлжээг ашиглаж болно.

Дүгнэлт

Микро зурвасын антенны тэжээлийг сонгох нь системийн түвшний шийдвэр юм. Микро зурвасын шугам болон коаксиаль датчикийн тэжээл нь энгийн байдал болон шууд тохируулгыг илүүд үздэг бол диафрагм болон ойрын холболт нь нэмэлт давхарга болон илүү нягт үйлдвэрлэлийн хяналтыг ашиглан илүү хүчтэй тусгаарлалт эсвэл илүү өргөн зурвасын өргөнийг санал болгодог. Эцсийн гүйцэтгэлийг үргэлж бүтэн долгионы симуляци, хүлцлийн шинжилгээ болон тохируулсан хэмжилтээр баталгаажуулах ёстой.

Микро зурвасын антенны бүтээгдэхүүний зөвлөмж

RF MISO-г судлахбичил зурвас антенны бүтээгдэхүүнүүддоор, эсвэлманай инженерийн багтай холбогдоно уудавтамжийн хүрээ, олшруулалт, туйлшрал, интерфэйс болон интеграцийн шаардлагуудын талаар хэлэлцэх.