Dalam litar atau sistem gelombang mikro, keseluruhan litar atau sistem selalunya terdiri daripada banyak peranti gelombang mikro asas seperti penapis, pengganding, pembahagi kuasa, dan sebagainya. Diharapkan melalui peranti ini, kuasa isyarat dapat dihantar dengan cekap dari satu titik ke titik yang lain dengan kehilangan yang minimum;
Dalam keseluruhan sistem radar kenderaan, penukaran tenaga terutamanya melibatkan pemindahan tenaga dari cip ke pengumpan pada papan PCB, pemindahan pengumpan ke badan antena, dan sinaran tenaga yang cekap oleh antena. Dalam keseluruhan proses pemindahan tenaga, bahagian penting ialah reka bentuk penukar. Penukar dalam sistem gelombang milimeter terutamanya merangkumi penukaran pandu gelombang bersepadu mikrojalur ke substrat (SIW), penukaran pandu gelombang mikrojalur ke pandu gelombang, penukaran SIW ke pandu gelombang, penukaran sepaksi ke pandu gelombang, penukaran pandu gelombang ke pandu gelombang dan pelbagai jenis penukaran pandu gelombang. Isu ini akan memberi tumpuan kepada reka bentuk penukaran SIW jalur mikro.
Pelbagai jenis struktur pengangkutan
Jalur Mikromerupakan salah satu struktur panduan yang paling banyak digunakan pada frekuensi gelombang mikro yang agak rendah. Kelebihan utamanya ialah struktur mudah, kos rendah dan integrasi yang tinggi dengan komponen pelekap permukaan. Satu talian mikrojalur biasa dibentuk menggunakan konduktor pada satu sisi substrat lapisan dielektrik, membentuk satah tanah tunggal di sisi yang lain, dengan udara di atasnya. Konduktor atas pada asasnya ialah bahan konduktif (biasanya kuprum) yang dibentuk menjadi dawai sempit. Lebar talian, ketebalan, permittiviti relatif dan kehilangan dielektrik tangen substrat adalah parameter penting. Di samping itu, ketebalan konduktor (iaitu, ketebalan metalisasi) dan kekonduksian konduktor juga kritikal pada frekuensi yang lebih tinggi. Dengan mempertimbangkan parameter ini dengan teliti dan menggunakan talian mikrojalur sebagai unit asas untuk peranti lain, banyak peranti dan komponen gelombang mikro bercetak boleh direka bentuk, seperti penapis, pengganding, pembahagi/penggabung kuasa, pengadun, dsb. Walau bagaimanapun, apabila frekuensi meningkat (apabila beralih kepada frekuensi gelombang mikro yang agak tinggi), kehilangan penghantaran meningkat dan sinaran berlaku. Oleh itu, pandu gelombang tiub berongga seperti pandu gelombang segi empat tepat lebih diutamakan kerana kehilangan yang lebih kecil pada frekuensi yang lebih tinggi (tiada sinaran). Bahagian dalam pandu gelombang biasanya udara. Tetapi jika dikehendaki, ia boleh diisi dengan bahan dielektrik, memberikannya keratan rentas yang lebih kecil daripada pandu gelombang berisi gas. Walau bagaimanapun, pandu gelombang tiub berongga selalunya besar, boleh menjadi berat terutamanya pada frekuensi yang lebih rendah, memerlukan keperluan pembuatan yang lebih tinggi dan mahal, serta tidak boleh disepadukan dengan struktur bercetak satah.
PRODUK ANTENNA MICROSTRIP RFMISO：
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz
Yang satu lagi ialah struktur panduan hibrid antara struktur mikrojalur dan pandu gelombang, yang dipanggil pandu gelombang bersepadu substrat (SIW). SIW ialah struktur seperti pandu gelombang bersepadu yang dibuat pada bahan dielektrik, dengan konduktor di bahagian atas dan bawah dan susunan linear dua vias logam yang membentuk dinding sisi. Berbanding dengan struktur mikrojalur dan pandu gelombang, SIW adalah kos efektif, mempunyai proses pembuatan yang agak mudah dan boleh disepadukan dengan peranti satah. Di samping itu, prestasi pada frekuensi tinggi adalah lebih baik daripada struktur mikrojalur dan mempunyai sifat penyebaran pandu gelombang. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1;
Garis panduan reka bentuk SIW
Pandu gelombang bersepadu substrat (SIW) ialah struktur seperti pandu gelombang bersepadu yang dibuat dengan menggunakan dua baris vias logam yang terbenam dalam dielektrik yang menghubungkan dua plat logam selari. Barisan lubang logam membentuk dinding sisi. Struktur ini mempunyai ciri-ciri garisan mikrojalur dan pandu gelombang. Proses pembuatan juga serupa dengan struktur rata bercetak yang lain. Geometri SIW biasa ditunjukkan dalam Rajah 2.1, di mana lebarnya (iaitu pemisahan antara vias dalam arah sisi (as)), diameter vias (d) dan panjang pic (p) digunakan untuk mereka bentuk struktur SIW. Parameter geometri yang paling penting (ditunjukkan dalam Rajah 2.1) akan dijelaskan dalam bahagian seterusnya. Perhatikan bahawa mod dominan ialah TE10, sama seperti pandu gelombang segi empat tepat. Hubungan antara frekuensi pemotongan fc pandu gelombang berisi udara (AFWG) dan pandu gelombang berisi dielektrik (DFWG) dan dimensi a dan b ialah titik pertama reka bentuk SIW. Untuk pandu gelombang berisi udara, frekuensi pemotongan adalah seperti yang ditunjukkan dalam formula di bawah.
Struktur asas SIW dan formula pengiraan[1]
di mana c ialah kelajuan cahaya dalam ruang bebas, m dan n ialah mod, a ialah saiz pandu gelombang yang lebih panjang, dan b ialah saiz pandu gelombang yang lebih pendek. Apabila pandu gelombang berfungsi dalam mod TE10, ia boleh dipermudahkan kepada fc=c/2a; apabila pandu gelombang diisi dengan dielektrik, panjang sisi lebar a dikira dengan ad=a/Sqrt(εr), di mana εr ialah pemalar dielektrik medium; untuk menjadikan SIW berfungsi dalam mod TE10, jarak lubang tembus p, diameter d dan sisi lebar seperti yang sepatutnya memenuhi formula di bahagian atas sebelah kanan rajah di bawah, dan terdapat juga formula empirikal d<λg dan p<2d [2];
di mana λg ialah panjang gelombang gelombang berpandu: Pada masa yang sama, ketebalan substrat tidak akan menjejaskan reka bentuk saiz SIW, tetapi ia akan menjejaskan kehilangan struktur, jadi kelebihan kehilangan rendah substrat ketebalan tinggi harus dipertimbangkan.
Penukaran jalur mikro kepada SIW
Apabila struktur mikrojalur perlu disambungkan kepada SIW, peralihan mikrojalur tirus merupakan salah satu kaedah peralihan pilihan utama, dan peralihan tirus biasanya memberikan padanan jalur lebar berbanding peralihan bercetak yang lain. Struktur peralihan yang direka bentuk dengan baik mempunyai pantulan yang sangat rendah, dan kehilangan sisipan terutamanya disebabkan oleh kehilangan dielektrik dan konduktor. Pemilihan bahan substrat dan konduktor terutamanya menentukan kehilangan peralihan. Memandangkan ketebalan substrat menghalang lebar talian mikrojalur, parameter peralihan tirus harus diselaraskan apabila ketebalan substrat berubah. Satu lagi jenis pandu gelombang koplanar pembumian (GCPW) juga merupakan struktur talian penghantaran yang digunakan secara meluas dalam sistem frekuensi tinggi. Konduktor sisi yang berhampiran dengan talian penghantaran pertengahan juga berfungsi sebagai pembumian. Dengan melaraskan lebar pengumpan utama dan jurang ke pembumian sisi, impedans ciri yang diperlukan boleh diperolehi.
Jalur mikro ke SIW dan GCPW ke SIW
Rajah di bawah adalah contoh reka bentuk jalur mikro kepada SIW. Medium yang digunakan ialah Rogers3003, pemalar dielektrik ialah 3.0, nilai kehilangan sebenar ialah 0.001, dan ketebalannya ialah 0.127mm. Lebar pengumpan di kedua-dua hujung ialah 0.28mm, yang sepadan dengan lebar pengumpan antena. Diameter lubang tembus ialah d=0.4mm, dan jarak p=0.6mm. Saiz simulasi ialah 50mm*12mm*0.127mm. Kehilangan keseluruhan dalam jalur lulus ialah kira-kira 1.5dB (yang boleh dikurangkan lagi dengan mengoptimumkan jarak sisi lebar).
Struktur SIW dan parameter Snya
Pengagihan medan elektrik @ 79GHz
Masa siaran: 18 Jan-2024
