Cumu ottene una corrispondenza di impedenza di guide d'onda?Da a teoria di a linea di trasmissione in a teoria di l'antenna microstrip, sapemu chì e linee di trasmissione in serie o parallele adattate ponu esse scelte per ottene l'impedenza currispondente trà e linee di trasmissione o trà e linee di trasmissione è carichi per ottene a massima trasmissione di putenza è a perdita minima di riflessione.U listessu principiu di l'adattamentu di l'impedenza in linee microstrip si applica à a corrispondenza di l'impedenza in guide d'onda.I riflessi in i sistemi di guida d'onda ponu purtà à discordanza di impedenza.Quandu si verifica u deterioramentu di l'impedenza, a suluzione hè a listessa per e linee di trasmissione, vale à dì, cambià u valore necessariu. L'impedenza lumped hè posta in punti pre-calculati in a guida d'onda per superà a discordanza, eliminendu cusì l'effetti di riflessioni.Mentre e linee di trasmissione usanu impedanze lumped o stubs, i guide d'onda utilizanu blocchi di metalli di diverse forme.
Figura 1: Iris di guida d'onda è circuitu equivalente, (a) Capacitiva; (b) induttiva; (c) risonante.
A Figura 1 mostra i sfarenti tippi di impedenza di currispundenza, pigliate qualsiasi di e forme mostrate è ponu esse capacitive, inductive o resonant.L'analisi matematica hè cumplessa, ma a spiegazione fisica ùn hè micca.In cunsiderà a prima striscia metallica capacitiva in a figura, si pò vede chì u putenziale chì esisteva trà e pareti in cima è in fondu di a guida d'onda (in u modu dominante) esiste avà trà e duie superfici metalliche in più vicinu, cusì a capacità hè U u puntu aumenta.In cuntrastu, u bloccu di metallu in a Figura 1b permette à u currente di flussu induve ùn hà micca flussu prima.Ci sarà un flussu di corrente in u pianu di u campu elettricu prima rinfurzatu per via di l'aghjunzione di u bloccu metallicu.Dunque, l'almacenamiento d'energia si trova in u campu magneticu è l'induttanza in quellu puntu di a guida d'onda aumenta.Inoltre, se a forma è a pusizione di l'anellu di metallu in a Figura c sò cuncepiti raghjone, a reattanza induttiva è a reattanza capacitiva introdutte seranu uguali, è l'apertura serà una resonance parallela.Questu significa chì l'impedenza è a sintonizazione di u modu principale hè assai bona, è l'effettu di shunting di questu modu serà insignificante.Tuttavia, altri modi o frequenze seranu attenuati, cusì l'anellu metallicu risonante agisce à tempu cum'è un filtru passa-banda è un filtru di modu.
figura 2: (a) pali di guida d'onda; (b) matcher à duie viti
Un altru modu di sintonizà hè mostratu sopra, induve un postu di metallo cilindrico si estende da unu di i lati larghi in a guida d'onda, avè u listessu effettu cum'è una striscia di metallo in quantu à furnisce una reattanza lumped in quellu puntu.U postu di metallu pò esse capacitivu o induttivu, secondu quantu si estende in a guida d'onda.Essenzialmente, stu metudu di currispundenza hè chì quandu un pilastru di metallu si estende ligeramente in a guida d'onda, furnisce una susceptance capacitiva à quellu puntu, è a susceptance capacitiva aumenta finu à chì a penetrazione hè di circa un quartu di lunghezza d'onda. .A più penetrazione di u postu di metallu si traduce in una susceptance induttiva chì hè furnita chì diminuisce cum'è l'inserimentu diventa più cumpletu.L'intensità di resonance à l'installazione di u puntu mediu hè inversamente proporzionale à u diametru di a colonna è pò esse usata cum'è filtru, in ogni casu, in questu casu hè utilizatu com'è filtru di stop di banda per trasmette modi di ordine più altu.In cunfrontu cù l'aumentu di l'impedenza di strisce metalliche, un vantaghju maiò di l'usu di i posti di metallo hè chì sò faciuli d'aghjustà.Per esempiu, dui viti ponu esse aduprati cum'è dispusitivi di sintonizazione per ottene una corrispondenza efficiente di guida d'onda.
Carichi resistivi è attenuatori:
Cum'è qualsiasi altru sistema di trasmissione, e guide d'onda a volte necessitanu una corrispondenza perfetta d'impedenza è carichi sintonizzati per assorbe cumplettamente l'onda entrante senza riflessione è per esse insensibile à a frequenza.Una applicazione per tali terminali hè di fà diverse misurazioni di putenza nantu à u sistema senza veramente irradià alcuna putenza.
figura 3 carica di resistenza di guida d'onda (a) conicità singola (b) conicità doppia
A terminazione resistiva più cumuna hè una seccione di dielettrica di perdita installata à a fine di a guida d'onda è cunicata (cù a punta puntata versu l'onda entrante) per ùn causà riflessioni.Stu mediu di perdita pò occupà tutta a larghezza di a guida d'onda, o pò occupà solu u centru di l'estremità di a guida d'onda, cum'è mostra in a Figura 3. A cunicità pò esse una sola o doppia è tipicamente hà una lunghezza di λp / 2, cù una lunghezza totale di circa duie lunghezze d'onda.Di solitu fattu di platti dielettrici cum'è vetru, rivestiti cù film di carbone o vetru d'acqua à l'esternu.Per l'applicazioni d'alta putenza, tali terminali ponu avè dissipatori di calore aghjuntu à l'esternu di a guida d'onda, è a putenza furnita à u terminal pò esse dissipata à traversu u dissipatore di calore o per rinfriscà l'aria forzata.
figura 4 Attenuatore a pale mobile
L'attenuatori dielettrici ponu esse rimovibili cum'è mostra in a Figura 4. Situatu à mezu à a guida d'onda, pò esse spustatu lateralmente da u centru di a guida d'onda, induve furnisce a più grande attenuazione, à i bordi, induve l'attenuazione hè assai ridutta. postu chì a forza di u campu elettricu di u modu dominante hè assai più bassu.
Attenuazione in guida d'onda:
L'attenuazione di l'energia di guide d'onda include principalmente i seguenti aspetti:
1. Riflessioni da discontinuità di guida d'onda interna o sezioni di guida d'onda misaligned
2. Perdite causate da corrente chì scorri in i muri di guida d'onda
3. Perdite dielettriche in guide d'onda piene
L'ultimi dui sò simili à e pèrdite currispundenti in linee coaxial è sò tramindui relativamente chjuchi.Sta perdita dipende da u materiale di u muru è a so rugosità, u dielettricu utilizatu è a freccia (per via di l'effettu di a pelle).Per u conduit d'ottone, a gamma hè da 4 dB / 100m à 5 GHz à 12 dB / 100m à 10 GHz, ma per u conduit d'aluminiu, a gamma hè più bassa.Per le guide d'onda rivestite d'argento, le perdite sono tipicamente 8dB/100m a 35 GHz, 30dB/100m a 70 GHz, e vicine a 500 dB/100m a 200 GHz.Per riduce e perdite, soprattuttu à e frequenze più alte, i guide d'onda sò à volte placcati (internu) cù oru o platinu.
Comu digià indicatu, a guida d'onda agisce cum'è un filtru passa-altu.Ancu se a guida d'onda stessa hè praticamente senza perdita, frequenze sottu à a frequenza di cutoff sò severamente attenuate.Questa attenuazione hè dovuta à a riflessione à a bocca di a guida d'onda invece di a propagazione.
Accoppiamentu di guida d'onda:
L'accoppiamentu di guida d'onda avviene generalmente per mezu di flange quandu pezzi o cumpunenti di guida d'onda sò uniti.A funzione di sta flange hè di assicurà una cunnessione meccanica liscia è pruprietà elettriche adattate, in particulare bassa radiazione esterna è bassa riflessione interna.
Flange:
I flange di guida d'onda sò largamente usati in cumunicazioni à microonde, sistemi radar, cumunicazioni satellitari, sistemi d'antenna è equipaghji di laboratoriu in a ricerca scientifica.Sò usati per cunnetta diverse sezioni di guida d'onda, assicurate chì e fughe è l'interferenza sò prevenute, è mantene l'allineamentu precisu di a guida d'onda per assicurà una trasmissione alta affidabile è un posizionamentu precisu di l'onda elettromagnetica di frequenza.Una guida d'onda tipica hà una flangia à ogni estremità, cum'è mostra in Figura 5.
figura 5 (a) flangia liscia; (b) accoppiamentu à flange.
A frequenze più basse, a flange serà brasata o saldata à a guida d'onda, mentre chì à frequenze più alte una flange piatta più piatta hè usata.Quandu duie parte sò unite, i flange sò imbutiti inseme, ma l'estremità anu da esse finitu liscia per evità discontinuità in a cunnessione.Hè ovviamente più faciule d'allineà i cumpunenti currettamente cù alcuni aghjustamenti, cusì guide d'onda più chjuche sò qualchì volta dotate di flange filettate chì ponu esse avvitate cù una ghiera.Quandu a frequenza aumenta, a dimensione di l'accoppiamentu di a guida d'onda diminuisce naturalmente, è a discontinuità di l'accoppiamentu diventa più grande in proporzione à a lunghezza d'onda di u segnale è a dimensione di a guida d'onda.Dunque, i discontinuità à frequenze più alte diventanu più fastidiose.
figura 6 (a) Sezione trasversale di l'accoppiamentu di u choke; (b) vista di l'estremità di a flangia di u choke
Per risolve stu prublema, un picculu spaziu pò esse lasciatu trà e guide d'onda, cum'è mostra in a Figura 6. Un accoppiamentu di choke custituitu da una flange ordinaria è una flange choke cunnessi inseme.Per cumpensà e pussibuli discontinuità, un anellu di choke circular cù una sezione trasversale in forma di L hè utilizatu in a flange di choke per ottene una cunnessione più stretta.A cuntrariu di i flange ordinali, i flange di choke sò sensibili à a freccia, ma un disignu ottimizatu pò assicurà una larghezza di banda raghjone (forse 10% di a freccia centrale) sopra chì u SWR ùn supera micca 1.05.
Tempu di post: 15-Jan-2024
