In i circuiti o sistemi à microonde, tuttu u circuitu o sistema hè spessu cumpostu da parechji dispositivi basi à microonde cum'è filtri, accoppiatori, divisori di putenza, ecc. Si spera chì, per mezu di sti dispositivi, sia pussibule trasmette in modu efficiente a putenza di u signale da un puntu à l'altru cù una perdita minima;
In tuttu u sistema radar di u veiculu, a cunversione di l'energia implica principalmente u trasferimentu di energia da u chip à l'alimentatore nantu à a scheda PCB, u trasferimentu di l'alimentatore à u corpu di l'antenna, è a radiazione efficiente di l'energia da l'antenna. In tuttu u prucessu di trasferimentu di energia, una parte impurtante hè a cuncepzione di u convertitore. I convertitori in i sistemi à onde millimetriche includenu principalmente a cunversione da microstriscia à substratu cù guida d'onda integrata (SIW), a cunversione da microstriscia à guida d'onda, a cunversione da SIW à guida d'onda, a cunversione da coassiale à guida d'onda, a cunversione da guida d'onda à guida d'onda è diversi tipi di cunversione da guida d'onda. Stu numeru si concentrerà nantu à a cuncepzione di a cunversione SIW à microbanda.
Diversi tipi di strutture di trasportu
Microstrisciahè una di e strutture di guida più aduprate à frequenze di microonde relativamente basse. I so principali vantaghji sò una struttura simplice, un costu bassu è una alta integrazione cù i cumpunenti di montaggio superficiale. Una tipica linea di microstrip hè furmata aduprendu cunduttori da una parte di un substratu di stratu dielettricu, furmendu un unicu pianu di terra da l'altra parte, cù l'aria sopra. U cunduttore superiore hè basicamente un materiale conduttivu (di solitu rame) furmatu in un filu strettu. A larghezza di a linea, u spessore, a permittività relativa è a tangente di perdita dielettrica di u substratu sò parametri impurtanti. Inoltre, u spessore di u cunduttore (vale à dì, u spessore di metallizazione) è a conducibilità di u cunduttore sò ancu critichi à frequenze più alte. Cunsiderendu attentamente questi parametri è aduprendu linee di microstrip cum'è unità basica per altri dispositivi, si ponu cuncepisce parechji dispositivi è cumpunenti à microonde stampati, cum'è filtri, accoppiatori, divisori/combinatori di putenza, mixer, ecc. Tuttavia, à misura chì a frequenza aumenta (quandu si passa à frequenze di microonde relativamente alte), e perdite di trasmissione aumentanu è si verifica a radiazione. Dunque, e guide d'onda à tubi cavi cum'è e guide d'onda rettangulari sò preferite per via di perdite più chjuche à frequenze più alte (nisuna radiazione). L'internu di a guida d'onda hè di solitu aria. Ma s'ellu si vole, pò esse pienu di materiale dielettricu, dendu li una sezione trasversale più chjuca chè una guida d'onda piena di gas. Tuttavia, e guide d'onda à tubi cavi sò spessu ingombranti, ponu esse pesanti soprattuttu à frequenze più basse, richiedenu requisiti di fabricazione più elevati è sò costose, è ùn ponu esse integrate cù strutture stampate planari.
PRODOTTI D'ANTENNA MICROSTRIP RFMISO:
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22, 4.25-4.35GHz
L'altra hè una struttura di guida ibrida trà una struttura microstrip è una guida d'onda, chjamata guida d'onda integrata à substratu (SIW). Una SIW hè una struttura integrata simile à una guida d'onda fabbricata nantu à un materiale dielettricu, cù cunduttori in cima è in fondu è una matrice lineare di duie vie metalliche chì formanu i muri laterali. In paragone cù e strutture microstrip è guide d'onda, a SIW hè economicamente vantaggiosa, hà un prucessu di fabricazione relativamente faciule è pò esse integrata cù dispositivi planari. Inoltre, e prestazioni à alte frequenze sò megliu cà quelle di e strutture microstrip è anu proprietà di dispersione di guide d'onda. Cum'è mostratu in a Figura 1;
Linee guida di cuncepimentu SIW
E guide d'onda integrate à u substratu (SIW) sò strutture integrate simili à guide d'onda fabbricate aduprendu duie file di vie metalliche incrustate in un dielettricu chì cunnetta duie piastre metalliche parallele. File di fori passanti in metallo formanu i muri laterali. Sta struttura hà e caratteristiche di e linee microstrip è di e guide d'onda. U prucessu di fabricazione hè ancu simile à altre strutture piane stampate. Una geometria tipica di SIW hè mostrata in a Figura 2.1, induve a so larghezza (vale à dì a separazione trà e vie in a direzzione laterale (as)), u diametru di e vie (d) è a lunghezza di u pitch (p) sò aduprati per cuncepisce a struttura SIW. I parametri geometrichi più impurtanti (mostrati in a Figura 2.1) seranu spiegati in a prossima sezione. Nutate bè chì u modu dominante hè TE10, cum'è a guida d'onda rettangulare. A relazione trà a frequenza di taglio fc di e guide d'onda piene d'aria (AFWG) è di e guide d'onda piene di dielettricu (DFWG) è e dimensioni a è b hè u primu puntu di a cuncepzione SIW. Per e guide d'onda piene d'aria, a frequenza di taglio hè cum'è mostrata in a formula sottu.
Struttura basica di SIW è formula di calculu [1]
induve c hè a velocità di a luce in u spaziu liberu, m è n sò i modi, a hè a dimensione di a guida d'onda più longa, è b hè a dimensione di a guida d'onda più corta. Quandu a guida d'onda funziona in modu TE10, pò esse simplificata à fc = c / 2a; quandu a guida d'onda hè piena di dielettricu, a lunghezza di u latu largu a hè calculata da ad = a / Sqrt (εr), induve εr hè a costante dielettrica di u mezu; per fà chì SIW funziona in modu TE10, a spaziatura di u foru passante p, u diametru d è u latu largu as devenu suddisfà a formula in cima à diritta di a figura sottu, è ci sò ancu formule empiriche di d < λ g è p < 2d [2];
induve λg hè a lunghezza d'onda di l'onda guidata: À u listessu tempu, u spessore di u substratu ùn influenzerà micca u disignu di a dimensione SIW, ma influenzerà a perdita di a struttura, dunque i vantaghji di bassa perdita di i substrati di altu spessore devenu esse cunsiderati.
Cunversione da Microstrip à SIW
Quandu una struttura di microstriscia hà bisognu di esse cunnessa à un SIW, a transizione di microstriscia cunica hè unu di i principali metudi di transizione preferiti, è a transizione cunica furnisce di solitu una currispundenza à banda larga paragunata à altre transizioni stampate. Una struttura di transizione ben cuncipita hà riflessioni assai basse, è a perdita d'inserzione hè principalmente causata da perdite dielettriche è di cunduttori. A selezzione di u substratu è di i materiali di i cunduttori determina principalmente a perdita di a transizione. Siccomu u spessore di u substratu impedisce a larghezza di a linea di microstriscia, i parametri di a transizione cunica devenu esse aghjustati quandu u spessore di u substratu cambia. Un altru tipu di guida d'onda coplanare à terra (GCPW) hè ancu una struttura di linea di trasmissione largamente aduprata in sistemi d'alta frequenza. I cunduttori laterali vicini à a linea di trasmissione intermedia servenu ancu cum'è terra. Aghjustendu a larghezza di l'alimentatore principale è u spaziu cù a terra laterale, si pò ottene l'impedenza caratteristica necessaria.
Microstrip à SIW è GCPW à SIW
A figura quì sottu hè un esempiu di cuncepimentu di microstrip per SIW. U mediu utilizatu hè Rogers3003, a costante dielettrica hè 3.0, u valore di perdita vera hè 0.001, è u spessore hè 0.127 mm. A larghezza di l'alimentatore à e duie estremità hè 0.28 mm, chì currisponde à a larghezza di l'alimentatore di l'antenna. U diametru di u foru passante hè d = 0.4 mm, è a spaziatura p = 0.6 mm. A dimensione di simulazione hè 50 mm * 12 mm * 0.127 mm. A perdita generale in a banda passante hè di circa 1.5 dB (chì pò esse ulteriormente ridutta ottimizendu a spaziatura di u latu largu).
Struttura SIW è i so parametri S
Distribuzione di u campu elettricu à 79 GHz
Data di publicazione: 18 di ghjennaghju di u 2024
