Bagaimana untuk mencapai padanan impedans pandu gelombang?Daripada teori talian penghantaran dalam teori antena jalur mikro, kita tahu bahawa siri atau talian penghantaran selari yang sesuai boleh dipilih untuk mencapai padanan impedans antara talian penghantaran atau antara talian penghantaran dan beban untuk mencapai penghantaran kuasa maksimum dan kehilangan pantulan minimum.Prinsip pemadanan impedans yang sama dalam talian jalur mikro digunakan untuk pemadanan impedans dalam pandu gelombang.Pantulan dalam sistem pandu gelombang boleh menyebabkan ketidakpadanan impedans.Apabila kemerosotan impedans berlaku, penyelesaiannya adalah sama seperti untuk talian penghantaran, iaitu, menukar nilai yang diperlukan. Galangan bergumpal diletakkan pada titik pra-kira dalam pandu gelombang untuk mengatasi ketidakpadanan, dengan itu menghapuskan kesan pantulan.Walaupun talian penghantaran menggunakan galangan atau stub bergumpal, pandu gelombang menggunakan blok logam pelbagai bentuk.
rajah 1: Iris pandu gelombang dan litar setara,(a)Kapasitif;(b)induktif;(c)bergema.
Rajah 1 menunjukkan pelbagai jenis padanan impedans, mengambil mana-mana bentuk yang ditunjukkan dan boleh menjadi kapasitif, induktif atau resonan.Analisis matematik adalah kompleks, tetapi penjelasan fizikalnya tidak.Memandangkan jalur logam kapasitif pertama dalam rajah, dapat dilihat bahawa potensi yang wujud di antara dinding atas dan bawah pandu gelombang (dalam mod dominan) kini wujud di antara kedua-dua permukaan logam dalam jarak yang lebih dekat, jadi kapasitansi adalah The mata bertambah.Sebaliknya, blok logam dalam Rajah 1b membenarkan arus mengalir di mana ia tidak mengalir sebelum ini.Akan ada aliran arus dalam satah medan elektrik yang dipertingkatkan sebelum ini kerana penambahan blok logam.Oleh itu, penyimpanan tenaga berlaku dalam medan magnet dan kearuhan pada titik pandu gelombang itu meningkat.Di samping itu, jika bentuk dan kedudukan gelang logam dalam Rajah c direka dengan munasabah, reaktans induktif dan reaktans kapasitif yang diperkenalkan akan sama, dan apertur akan menjadi resonans selari.Ini bermakna padanan impedans dan penalaan mod utama adalah sangat baik, dan kesan shunting mod ini akan diabaikan.Walau bagaimanapun, mod atau frekuensi lain akan dilemahkan, jadi cincin logam resonan bertindak sebagai penapis laluan jalur dan penapis mod.
rajah 2:(a) tiang pandu gelombang; (b) pemadan dua skru
Satu lagi cara untuk menala ditunjukkan di atas, di mana tiang logam silinder memanjang dari salah satu sisi lebar ke dalam pandu gelombang, mempunyai kesan yang sama seperti jalur logam dari segi menyediakan reaktans bergumpal pada ketika itu.Tiang logam boleh menjadi kapasitif atau induktif, bergantung pada sejauh mana ia memanjang ke pandu gelombang.Pada asasnya, kaedah pemadanan ini ialah apabila tiang logam sedemikian memanjang sedikit ke dalam pandu gelombang, ia memberikan susceptance kapasitif pada titik itu, dan suseptif kapasitif meningkat sehingga penembusan adalah kira-kira satu perempat daripada panjang gelombang, Pada ketika ini, resonans siri berlaku. .Penembusan selanjutnya pada tiang logam menghasilkan susceptance induktif yang disediakan yang berkurangan apabila sisipan menjadi lebih lengkap.Keamatan resonans pada pemasangan titik tengah adalah berkadar songsang dengan diameter lajur dan boleh digunakan sebagai penapis, bagaimanapun, dalam kes ini ia digunakan sebagai penapis henti jalur untuk menghantar mod pesanan yang lebih tinggi.Berbanding dengan meningkatkan impedans jalur logam, kelebihan utama menggunakan tiang logam ialah ia mudah dilaraskan.Sebagai contoh, dua skru boleh digunakan sebagai peranti penalaan untuk mencapai padanan pandu gelombang yang cekap.
Beban rintangan dan pengecil:
Seperti mana-mana sistem penghantaran lain, pandu gelombang kadangkala memerlukan padanan impedans yang sempurna dan beban yang ditala untuk menyerap sepenuhnya gelombang masuk tanpa pantulan dan menjadi tidak sensitif frekuensi.Satu aplikasi untuk terminal tersebut adalah untuk membuat pelbagai ukuran kuasa pada sistem tanpa benar-benar memancarkan sebarang kuasa.
rajah 3 beban rintangan pandu gelombang(a)tirus tunggal(b)tirus berganda
Penamatan rintangan yang paling biasa ialah bahagian dielektrik lossy yang dipasang pada hujung pandu gelombang dan tirus (dengan hujungnya menghala ke arah gelombang masuk) supaya tidak menyebabkan pantulan.Medium lossy ini mungkin menempati keseluruhan lebar pandu gelombang, atau ia mungkin hanya menduduki bahagian tengah hujung pandu gelombang, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Tirus boleh tirus tunggal atau dua kali ganda dan biasanya mempunyai panjang λp/2, dengan jumlah panjang lebih kurang dua panjang gelombang.Biasanya diperbuat daripada plat dielektrik seperti kaca, disalut dengan filem karbon atau kaca air di bahagian luar.Untuk aplikasi kuasa tinggi, terminal sedemikian boleh mempunyai sink haba yang ditambahkan pada bahagian luar pandu gelombang, dan kuasa yang dihantar ke terminal boleh dilesapkan melalui sink haba atau melalui penyejukan udara paksa.
rajah 4 Atenuator ram boleh alih
Atenuator dielektrik boleh dibuat boleh tanggal seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Diletakkan di tengah-tengah pandu gelombang, ia boleh digerakkan ke sisi dari tengah pandu gelombang, di mana ia akan memberikan pengecilan terbesar, ke tepi, di mana pengecilan dikurangkan dengan banyak. kerana kekuatan medan elektrik mod dominan adalah jauh lebih rendah.
Pengecilan dalam pandu gelombang:
Pengecilan tenaga pandu gelombang terutamanya merangkumi aspek berikut:
1. Pantulan daripada ketakselanjaran pandu gelombang dalaman atau bahagian pandu gelombang yang tidak sejajar
2. Kerugian yang disebabkan oleh arus yang mengalir dalam dinding pandu gelombang
3. Kerugian dielektrik dalam pandu gelombang terisi
Dua yang terakhir adalah serupa dengan kerugian yang sepadan dalam garis sepaksi dan kedua-duanya agak kecil.Kehilangan ini bergantung pada bahan dinding dan kekasarannya, dielektrik yang digunakan dan kekerapan (disebabkan oleh kesan kulit).Untuk saluran loyang, julat adalah daripada 4 dB/100m pada 5 GHz hingga 12 dB/100m pada 10 GHz, tetapi untuk saluran aluminium, julatnya lebih rendah.Untuk pandu gelombang bersalut perak, kerugian biasanya 8dB/100m pada 35 GHz, 30dB/100m pada 70 GHz dan hampir 500 dB/100m pada 200 GHz.Untuk mengurangkan kerugian, terutamanya pada frekuensi tertinggi, pandu gelombang kadangkala disadur (secara dalaman) dengan emas atau platinum.
Seperti yang telah dinyatakan, pandu gelombang bertindak sebagai penapis laluan tinggi.Walaupun pandu gelombang itu sendiri hampir tidak kehilangan, frekuensi di bawah frekuensi cutoff dilemahkan dengan teruk.Pengecilan ini disebabkan oleh pantulan pada mulut pandu gelombang dan bukannya perambatan.
Gandingan pandu gelombang:
Gandingan pandu gelombang biasanya berlaku melalui bebibir apabila kepingan atau komponen pandu gelombang dicantumkan bersama.Fungsi bebibir ini adalah untuk memastikan sambungan mekanikal yang lancar dan sifat elektrik yang sesuai, khususnya sinaran luaran yang rendah dan pantulan dalaman yang rendah.
Bebibir:
Bebibir pandu gelombang digunakan secara meluas dalam komunikasi gelombang mikro, sistem radar, komunikasi satelit, sistem antena, dan peralatan makmal dalam penyelidikan saintifik.Ia digunakan untuk menyambung bahagian pandu gelombang yang berbeza, memastikan kebocoran dan gangguan dihalang, dan mengekalkan penjajaran tepat pandu gelombang untuk memastikan penghantaran tinggi Boleh dipercayai dan kedudukan tepat gelombang elektromagnet frekuensi.Pandu gelombang biasa mempunyai bebibir pada setiap hujung, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5.
rajah 5 (a)bebibir biasa;(b)gandingan bebibir.
Pada frekuensi yang lebih rendah bebibir akan dipateri atau dikimpal pada pandu gelombang, manakala pada frekuensi yang lebih tinggi bebibir rata punggung rata digunakan.Apabila dua bahagian dicantumkan, bebibir diikat bersama, tetapi hujungnya mesti diselesaikan dengan lancar untuk mengelakkan ketakselanjaran dalam sambungan.Jelas sekali lebih mudah untuk menjajarkan komponen dengan betul dengan beberapa pelarasan, jadi pandu gelombang yang lebih kecil kadangkala dilengkapi dengan bebibir berulir yang boleh diskrukan bersama dengan nat cincin.Apabila frekuensi meningkat, saiz gandingan pandu gelombang secara semula jadi berkurangan, dan ketakselanjaran gandingan menjadi lebih besar mengikut perkadaran dengan panjang gelombang isyarat dan saiz pandu gelombang.Oleh itu, ketakselanjaran pada frekuensi yang lebih tinggi menjadi lebih menyusahkan.
rajah 6 (a) Keratan rentas gandingan tercekik;(b) pandangan hujung bebibir tercekik
Untuk menyelesaikan masalah ini, jurang kecil boleh ditinggalkan di antara pandu gelombang, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Gandingan tercekik yang terdiri daripada bebibir biasa dan bebibir tercekik disambungkan bersama.Untuk mengimbangi kemungkinan ketakselanjaran, gelang pencekik bulat dengan keratan rentas berbentuk L digunakan dalam bebibir pencekik untuk mencapai sambungan pemasangan yang lebih ketat.Tidak seperti bebibir biasa, bebibir tercekik adalah sensitif frekuensi, tetapi reka bentuk yang dioptimumkan boleh memastikan lebar jalur yang munasabah (mungkin 10% daripada frekuensi tengah) di mana SWR tidak melebihi 1.05.
Masa siaran: Jan-15-2024
