Hoe kinne wy impedânsjeoanpassing fan golflieders berikke? Ut 'e transmissielineteory yn 'e mikrostripantenneteory witte wy dat passende searje- of parallelle transmissielinen selektearre wurde kinne om impedânsjeoanpassing te berikken tusken transmissielinen of tusken transmissielinen en lasten om maksimale krêftoerdracht en minimaal refleksjeferlies te berikken. Itselde prinsipe fan impedânsjeoanpassing yn mikrostriplinen jildt foar impedânsjeoanpassing yn golflieders. Refleksjes yn golfliedersystemen kinne liede ta impedânsjemismatches. As impedânsjeferslimming optreedt, is de oplossing itselde as foar transmissielinen, dat is, it feroarjen fan 'e fereaske wearde. De lumped impedânsje wurdt pleatst op foarôf berekkene punten yn 'e golflieder om de mismatch te oerwinnen, wêrtroch't de effekten fan refleksjes eliminearre wurde. Wylst transmissielinen lumped impedansjes of stubs brûke, brûke golflieders metalen blokken fan ferskate foarmen.
figuer 1: Golfliederirissen en lykweardige sirkwy, (a) Kapasityf; (b) Ynduktyf; (c) Resonant.
Figuer 1 lit de ferskate soarten impedânsje-oanpassing sjen, dy't ien fan 'e werjûne foarmen oannimme en kapasityf, ynduktyf of resonant wêze kinne. De wiskundige analyze is kompleks, mar de fysike útlis net. As wy de earste kapasitive metalen strip yn 'e figuer beskôgje, kin sjoen wurde dat de potinsjeel dy't bestie tusken de boppe- en ûndermuorren fan 'e golflieder (yn 'e dominante modus) no bestiet tusken de twa metalen oerflakken dy't tichter byinoar steane, sadat de kapasitânsje op it punt tanimt. Yn tsjinstelling, it metalen blok yn figuer 1b lit stroom streame wêr't it earder net streamde. Der sil stroomstream wêze yn it earder ferbettere elektryske fjildflak troch de tafoeging fan it metalen blok. Dêrom fynt enerzjyopslach plak yn it magnetyske fjild en nimt de induktânsje op dat punt fan 'e golflieder ta. Derneist, as de foarm en posysje fan 'e metalen ring yn figuer c ridlik ûntwurpen binne, sille de ynfierde induktive reaktânsje en kapasitive reaktânsje gelyk wêze, en sil de apertuer parallelle resonânsje wêze. Dit betsjut dat de impedânsje-oanpassing en ôfstimming fan 'e haadmodus tige goed is, en it shunteffekt fan dizze modus sil ferwaarloosber wêze. Oare modi of frekwinsjes sille lykwols wurde ferswakke, sadat de resonante metalen ring sawol as in bandpassfilter as in modusfilter fungearret.
figuer 2: (a) golfliederpeallen; (b) twa-skroef oanpasser
In oare manier om ôf te stimmen wurdt hjirboppe werjûn, wêrby't in silindryske metalen peal fan ien fan 'e brede kanten yn 'e golflieder útwreidet, en itselde effekt hat as in metalen strip yn termen fan it leverjen fan in lumped reactance op dat punt. De metalen peal kin kapasityf of ynduktyf wêze, ôfhinklik fan hoe fier er yn 'e golflieder útwreidet. Yn essinsje is dizze oanpassingsmetoade dat as sa'n metalen pylder wat yn 'e golflieder útwreidet, it in kapasityf susceptance op dat punt leveret, en de kapasityf susceptance nimt ta oant de penetraasje sawat in kwart fan in golflingte is. Op dit punt komt searjeresonânsje foar. Fierdere penetraasje fan 'e metalen peal resulteart yn in ynduktive susceptance dy't ôfnimt as de ynfoeging folsleiner wurdt. De resonânsje-yntensiteit by de ynstallaasje yn it middenpunt is omgekeerd evenredich mei de diameter fan 'e kolom en kin brûkt wurde as in filter, mar yn dit gefal wurdt it brûkt as in bandstopfilter om modi fan hegere oarder oer te bringen. Yn ferliking mei it ferheegjen fan 'e impedânsje fan metalen strips is in grut foardiel fan it brûken fan metalen peallen dat se maklik oan te passen binne. Bygelyks, twa skroeven kinne brûkt wurde as ôfstimmingsapparaten om effisjinte golflieder-oanpassing te berikken.
Resistive lesten en ferswakkers:
Lykas elk oar transmissiesysteem fereaskje golflieders soms perfekte impedânsjeoanpassing en ôfstimde lesten om ynkommende weagen folslein te absorbearjen sûnder refleksje en frekwinsje-ûngefoelich te wêzen. Ien tapassing foar sokke terminals is om ferskate krêftmjittingen op it systeem te dwaan sûnder eins krêft út te strielen.
figuer 3 golfliederwjerstânsbelasting (a) ienkele taper (b) dûbele taper
De meast foarkommende resistive terminaasje is in seksje fan ferliesjaande diëlektrikum ynstalleare oan 'e ein fan' e golflieder en taps (mei de punt nei de ynkommende golf rjochte) om gjin refleksjes te feroarsaakjen. Dit ferliesjaande medium kin de heule breedte fan 'e golflieder ynnimme, of it kin allinich it sintrum fan' e ein fan 'e golflieder ynnimme, lykas te sjen is yn figuer 3. De taps kin ien- of dûbele taps wêze en hat typysk in lingte fan λp/2, mei in totale lingte fan sawat twa golflingten. Meastentiids makke fan diëlektryske platen lykas glês, bedekt mei koalstoffilm of wetterglês oan 'e bûtenkant. Foar tapassingen mei hege fermogen kinne sokke terminals waarmteôffierders hawwe tafoege oan 'e bûtenkant fan' e golflieder, en de krêft dy't oan 'e terminal levere wurdt, kin wurde ferspraat fia de waarmteôffierder of troch twongen loftkoeling.
figuer 4 Bewegbere fane-demper
Diëlektryske ferswakkers kinne útnimber makke wurde lykas te sjen is yn figuer 4. Pleatst yn 'e midden fan' e golflieder, kinne se lateraal ferpleatst wurde fan it sintrum fan 'e golflieder, dêr't it de grutste ferswakking sil leverje, nei de rânen, dêr't de ferswakking sterk fermindere is, om't de elektryske fjildsterkte fan 'e dominante modus folle leger is.
Ferswakking yn golflieder:
De enerzjyfermindering fan golflieders omfettet benammen de folgjende aspekten:
1. Refleksjes fan ynterne golfliederûnderbrekkingen of ferkeard ôfstimde golfliederseksjes
2. Ferliezen feroarsake troch stroom dy't streamt yn golfliederwanden
3. Diëlektryske ferliezen yn folde golflieders
De lêste twa binne fergelykber mei de oerienkommende ferliezen yn koaksiale linen en binne beide relatyf lyts. Dit ferlies hinget ôf fan it muorremateriaal en syn rûchheid, it brûkte diëlektrikum en de frekwinsje (fanwegen it hûdeffekt). Foar messingbuizen is it berik fan 4 dB/100m by 5 GHz oant 12 dB/100m by 10 GHz, mar foar aluminiumbuizen is it berik leger. Foar sulverbedekte golflieders binne ferliezen typysk 8dB/100m by 35 GHz, 30dB/100m by 70 GHz, en hast 500 dB/100m by 200 GHz. Om ferliezen te ferminderjen, foaral by de heechste frekwinsjes, wurde golflieders soms (yntern) plateare mei goud of platina.
Lykas al oanjûn, fungearret de golflieder as in heechpassfilter. Hoewol de golflieder sels praktysk ferliesleas is, wurde frekwinsjes ûnder de ôfsnijfrekwinsje slim ferswakke. Dizze ferswakking komt troch refleksje by de mûning fan 'e golflieder ynstee fan troch propagaasje.
Golfgeleiderkoppeling:
Golfliederkoppeling bart meastentiids fia flenzen as golfliederdielen of komponinten oaninoar ferbûn wurde. De funksje fan dizze flens is om te soargjen foar in soepele meganyske ferbining en geskikte elektryske eigenskippen, yn it bysûnder lege eksterne strieling en lege ynterne refleksje.
Flens:
Golfliederflenzen wurde in soad brûkt yn mikrogolfkommunikaasje, radarsystemen, satellytkommunikaasje, antennesystemen en laboratoariumapparatuer yn wittenskiplik ûndersyk. Se wurde brûkt om ferskate golfliederseksjes te ferbinen, te soargjen dat lekkage en ynterferinsje foarkommen wurde, en om krekte ôfstimming fan 'e golflieder te behâlden om hege betroubere oerdracht en krekte posysjonearring fan frekwinsje elektromagnetyske weagen te garandearjen. In typyske golflieder hat in flens oan elk ein, lykas te sjen is yn figuer 5.
figuer 5 (a) gewoane flens; (b) flenskoppeling.
By legere frekwinsjes sil de flens oan 'e golflieder soldeard of lassen wurde, wylst by hegere frekwinsjes in plattere stompflens brûkt wurdt. As twa dielen ferbûn wurde, wurde de flenzen oaninoar bout, mar de einen moatte glêd ôfmakke wurde om ûnderbrekkingen yn 'e ferbining te foarkommen. It is fansels makliker om de komponinten goed út te rjochtsjen mei wat oanpassingen, dus lytsere golflieders binne soms foarsjoen fan skroefdraadflenzen dy't mei in ringmoer oaninoar skroefd wurde kinne. As de frekwinsje tanimt, nimt de grutte fan 'e golfliederkoppeling fansels ôf, en wurdt de koppelingûnderbrekking grutter yn ferhâlding ta de sinjaalgolflingte en golfliedergrutte. Dêrom wurde ûnderbrekkingen by hegere frekwinsjes lestich.
figuer 6 (a) Dwarsdoorsnede fan choke-koppeling; (b) einwerjefte fan choke-flens
Om dit probleem op te lossen, kin in lytse romte tusken de golflieders litten wurde, lykas te sjen is yn figuer 6. In choke-koppeling besteande út in gewoane flens en in choke-flens dy't mei-inoar ferbûn binne. Om mooglike ûnderbrekkingen te kompensearjen, wurdt in sirkelfoarmige chokering mei in L-foarmige dwerstrochsneed brûkt yn 'e choke-flens om in strakkere ferbining te berikken. Oars as gewoane flenzen binne choke-flenzen frekwinsjegefoelich, mar in optimalisearre ûntwerp kin in ridlike bânbreedte (miskien 10% fan 'e sintrumfrekwinsje) garandearje wêroer de SWR net mear as 1,05 is.
Pleatsingstiid: 15 jannewaris 2024
