Waveguide-impedânsje-oanpassingis it proses fan it ferminderjen fan de elektryske diskontinuïteit tusken in golflieder en de komponint dy't dermei ferbûn is. As de impedansjes net oerienkomme, wurdt in diel fan it ynfallende mikrogolfsignaal nei de boarne reflektearre. It resultaat is in hegere VSWR, minder fermogen levere oan de lading en minder foarsisbere systeemprestaasjes.
Oars as in koaksiale line brûkt in holle golflieder normaal gjin konvinsjonele lumped-wjerstannen of transmissieline-stubs foar oanpassing. Ynstee dêrfan foarmje ûntwerpers it elektromagnetyske fjild mei irissen, peallen, ôfstimskroeven, tapers, oergongen, oerienkommende lesten en soarchfâldich ûntworpen flens-ynterfaces. De meast geskikte metoade hinget ôf fan 'e wurkfrekwinsje, bânbreedte, fermogensnivo, golfliedergrutte en oft de oanpassing fêst of ôfstimmber wêze moat.
Wêrom't de oanpassing fan golfgidsimpedânsje wichtich is
Elke hommelse feroaring yn 'e geometry fan 'e golflieder kin de fjildferdieling fersteure en in reflektearre golf oanmeitsje. In goed oerienkommende gearstalling helpt om:
- ferminderje reflektearre krêft en VSWR;
- ferbetterje de krêftoerdracht tusken in boarne, oerdrachtpaad en lading;
- beskermje mikrogolfboarnen mei hege krêft tsjin tefolle reflektearre enerzjy;
- stabilisearje mjittingen makke mei antennes, adapters, loads en oare golfliederkomponinten;
- werhelle prestaasjes behâlde oer de fereaske frekwinsjebân.
Faak foarkommende boarnen fan ferskillen omfetsje feroarings yn 'e grutte fan' e golflieder, bochten, stappen, sondes, ûnfolsleine oergongen, flensgatten, ferkearde útrjochting en in lading waans impedânsje ferskilt fan 'e impedânsje fan' e golfliedermodus.
figuer 1: Golfliederirissen en lykweardige sirkwy, (a) Kapasityf; (b) Ynduktyf; (c) Resonant.
1. Waveguide Irissen: Kapasitive, Ynduktive en Resonante Oanpassing
In weachliederiris is in tin geliedend diafragma dat oer in diel fan 'e gids pleatst wurdt. Troch it feroarjen fan it lokale elektryske of magnetyske fjild yntrodusearret de iris in kontroleare shuntreaktânsje dy't kompensearje kin foar de reaktânsje fan in diskontinuïteit of lading.
Kapasitive iris
In kapasitive iris konsintrearret it elektryske fjild yn in lytser gebiet. De ferhege enerzjy fan it elektryske fjild produseart in kapasitive effekt op it oerienkommende flak. It kin brûkt wurde as de besteande diskontinuïteit kompensearjende induktive reaktânsje fereasket.
Induktive iris
In ynduktive iris feroaret it oerflakstroompaad en fergruttet de magnetyske fjildenerzjy om 'e iepening hinne. Syn ynduktive gefoelichheid kin in kapasitive mismatch tsjingean. De ôfmjittings fan 'e iepening en syn posysje lâns de gids bepale de sterkte fan 'e korreksje.
Resonante iris
In resonante iris kombinearret kapasitive en induktive effekten. By de ûntwerpfrekwinsje kinne de twa effekten lykwichtich wêze, sadat de dominante modus mei in bytsje refleksje trochgiet. Fuort fan resonânsje kin deselde struktuer ek frekwinsje- of modusselektiviteit leverje.
Irisen binne kompakt en meganysk stabyl, mar se wurde meastentiids nei de produksje fêstmakke. Harren ôfmjittings moatte dêrom ûntworpen wurde foar de bedoelde golfliederbân, wurkwize en bânbreedte ynstee fan oanpast te wurden nei de gearstalling.
figuer 2: (a) golfliederpeallen; (b) twa-skroef oanpasser
2. Tuningposten en skroeven
In geleidende peal of ôfstimmingsskroef dy't troch in golfliederwand ynfoege wurdt, yntrodusearret in lokalisearre reaktânsje. Syn diameter, penetraasjedjipte en posysje relatyf oan de diskontinuïteit bepale oft it effekt benammen kapasityf of ynduktyf is en hoe sterk it de oerienkomst feroaret.
Undjippe penetraasje produseart oer it algemien in lytse korreksje. As de peal fierder yn 'e gids útstekket, feroaret de susceptânsje en kin troch resonânsje gean. Dit makket ôfstimmingsskroeven praktysk foar laboratoariumoanpassing, produksjetrimmen en kompensaasje foar tolerânsjes dy't net perfekt foarsein wurde kinne tidens ûntwerp.
Foardielen fan ferstelbere oerienkomst
- de wedstriid kin ôfstimd wurde wylst it weromferlies of VSWR kontrolearre wurdt;
- twa of mear skroeven jouwe ekstra kontrôle oer grutte en faze;
- de oanpassing kin kompensearje foar in adapter, sonde, bûging of lading;
- de definitive ynstelling kin nei ferifikaasje beskoattele wurde.
De brûkbere bânbreedte wurdt bepaald troch de folsleine struktuer, net allinich troch de skroef. Oermjittige penetraasje kin in skerpe resonânsje oanmeitsje, ferlies ferheegje, hegere-oarder modi fersteure of it fermogen ferminderje. Tuning moat dêrom oer de folsleine wurkbân útfierd wurde ynstee fan op mar ien frekwinsje.
Peallen en skroeven wurde meastentiids ynboud yngolflieder-nei-koaksiale adaptersen oare golfliederkomponinten wêr't it fjild oergong moat tusken ferskate transmissiestrukturen.
3. Oanpaste loads en attenuators
In oerienkommende golfliederlading beëiniget it oerdrachtpad en konvertearret ynfallende mikrogolf-enerzjy yn waarmte mei minimale refleksje. It wurdt brûkt foar krêftmjittingen, testopstellingen, net brûkte poarten en elke tapassing dy't in definieare leechrefleksje-beëiniging fereasket.
In ferswakker tsjinnet in oar doel: it ferminderet sinjaalamplitude mei in kontroleare hoemannichte, wylst in akseptabele oerienkomst by beide poarten behâlden wurdt. Beide apparaten binne ôfhinklik fan in stadige ynteraksje mei ferliesjaand materiaal, sadat it fjild absorbearre wurdt sûnder in abrupte impedânsjestap te meitsjen.
Blêdzje troch RF MISOwaveguide loadsfoar komponintopsjes oer ferskate golfliederbannen en krêfteasken.
figuer 3 golfliederwjerstânsbelasting (a) ienkele taper (b) dûbele taper
Tapered waveguide loads
De meast foarkommende oerienkommende terminaasje brûkt in ferliesjaanjend diëlektrysk of resistyf elemint dat nei de ynkommende weach taps ôfrint. De stadige feroaring lit it fjild de absorber yngean mei minder refleksje as in abrupt blok materiaal.
De absorber kin de gids omspanne of it hege fjildgebiet tichtby it sintrum ynnimme. De tapse lingte, ferliesferdieling en termyske ûntwerp wurde selektearre foar de frekwinsjebân en it fermogensnivo. Hegere fermogensbelastingen kinne in grutter lichem, waarmteôffierder of twongen loftkoeling fereaskje om opnommen enerzjy feilich te ferwiderjen.
figuer 4 Bewegbere fane-demper
Bewegbere Vane-dempers
In beweechbere diëlektryske waaier feroaret de demping troch te bewegen troch gebieten mei ferskillende elektryske fjildsterkte. Yn it sintrum fan it dominante modusfjild absorbearret de waaier mear enerzjy; tichtby in sydmuorre is it fjild swakker en nimt de demping ôf. It meganisme soarget foar ferstelbere sinjaalreduksje sûnder it golfliederpaad te feroarjen.
Golfgidsferliezen tsjin impedânsjemismatch
Ferswakking en mismatch binne relatearre, mar binne net itselde. In mismatch jout in part fan 'e ynfallende enerzjy werom nei de boarne, wylst ferliezen fan 'e gelieder en diëlektryske ferbining in part fan 'e foarútgeande enerzjy omsette yn waarmte.
De wichtichste boarnen fan degradaasje binne:
- refleksjes fan stappen, bochten, sondes, flensgatten of ferkeard útrjochte seksjes;
- ferlies fan geleiders feroarsake troch oerflakstroom yn 'e muorren fan' e golflieder;
- diëlektrysk ferlies fan finsters, stipen, absorbers of folde seksjes;
- oerflakruwheid, fersmoarging, korrosje en min elektrysk kontakt.
In weaglieder gedraacht him ek as in hege-passstruktuer. Frekwinsjes ûnder de ôfsnijing fan 'e selektearre modus ferspriede har net normaal en wurde sterk ferswakke. Dêrom moatte de wurkingsbân, weagliedergrutte en bedoelde modus befestige wurde foardat de oanpassing optimalisearre wurdt.
4. Oergongen, adapters en flenskoppelingen
In oergong of adapter feroaret it fjild stadichoan tusken ferskate golfliedergruttes, oriïntaasjes of transmissiemedia. Graduele tapsheden soargje oer it algemien foar bredere oanpassing as in inkele skerpe stap, wylst in kompakte stapte oergong de foarkar kin hawwe as de romte beheind is.
Golflieder-nei-koaksiale adapterskombinearje in meganyske oergong mei in sonde of lansearder dy't de fereaske golfliedermodus oanstjit. De posysje fan 'e sonde, efterkoarte-ôfstân en elk ôfstimmingselemint moatte gearwurkje oer de oantsjutte band.
Wêrom't flensôfstimming wichtich is
Golfgeleiderseksjes binne meastentiids ferbûn troch flenzen. Harren taak is om meganyske útrjochting te behâlden, betrouber elektrysk kontakt te leverjen en lekkage en ynterne refleksje te minimalisearjen. In gat, ferskowing, beskeadige ôfslutingsflak of ûngelikense boutdruk kin in wichtige ûnderbrekking feroarsaakje, foaral by koartere golflingten.
figuer 5 (a) gewoane flens; (b) flenskoppeling.
Gewoane en presyzjeflanges
Gewoane kontaktflenzen wurkje goed as de kontaktflakken flak, skjin en sekuer útrjochte binne. By hegere frekwinsjes fertsjintwurdigje lytse dimensjonele flaters in gruttere fraksje fan in golflingte, sadat oerflakteôfwerking, liedingútrjochting en boutkoppel wichtiger wurde.
Praktyske gearkomstekontrôles
- befêstigje dat beide komponinten deselde golfliedergrutte en kompatible flensstandert brûke;
- meitsje de kontaktflakken skjin en ynspektearje se op deuken, bramen of korrosje;
- rjochtsje de iepeningen foardat jo de befestigingen oandraaie;
- draai de bouten evenredich oan sadat de flensflakken parallel bliuwe;
- ferifiearje it gearstalde paad mei in kalibrearre vektornetwurkanalysator.
figuer 6 (a) Dwarsdoorsnede fan choke-koppeling; (b) einwerjefte fan choke-flens
Choke Flenskoppeling
In chokeflens brûkt in ferdjippe ring of groef om 'e iepening hinne om de stroom by de ferbining te kontrolearjen. As it goed diminsjonearre is foar de wurkingsbân, kin it de gefoelichheid foar in lytse meganyske gat ferminderje en de elektryske ferbining ferbetterje. Omdat de choke frekwinsje-ôfhinklik is, moat de geometry dêrfan oerienkomme mei de bedoelde bân.
Hoe kinne jo in golflieder-oerienkomst ferifiearje
- Kalibrearje in fektornetwurkanalysator op 'e passende referinsjeflakken.
- Mjit S11 of werombringferlies oer de folsleine wurkingsband, net op ien frekwinsje.
- Konvertearje it resultaat nei VSWR as dat de projektspesifikaasje is.
- Pas ôfstimskroeven of oare fariabele eleminten yn lytse stappen oan, wylst jo de folsleine sweep observearje.
- Kontrolearje opnij nei it lêste oandraaien, termyske stabilisaasje en ynstallaasje fan oanswettende komponinten.
In goed resultaat wurdt definiearre troch de systeemspesifikaasje. Ien leechrefleksjepunt kin net genôch wêze as de applikaasje in brede bânbreedte, stabile enerzjybesparring of werhelle prestaasjes nei gearstalling fereasket.
Hoe kinne jo in oerienkommende metoade kieze
- Irissen:kompakt, fêst en geskikt foar in ûntwurpen frekwinsjerespons.
- Bepalingen of skroeven:ferstelber en nuttich foar it ôfstimmen fan produksjetolerânsjes.
- Tapers en oergongen:foarkar as in stadige fjildtransformaasje en bredere bânbreedte nedich binne.
- Oerienkommende ladingen:in poarte beëinigje en ynfallende krêft absorbearje mei lege refleksje.
- Choke flanges:ferbetterje selektearre flensferbiningen as in lytse gat net foarkommen wurde kin.
Applikaasjes
Waveguide-impedânsjeoanpassing is wichtich yn radarfront-ends, satellytkommunikaasjeapparatuer, antennefeeds, mikrogolfmjitsystemen, transmitters, ûntfangers en testynstellingen mei hege fermogen. It is ek sintraal foar de prestaasjes fan adapters, loads, skeakels, orthomode-transducers en oaregolfliederkomponinten.
Faak stelde fragen
Wat jout in hege VSWR yn in golfliedersysteem oan?
In hege VSWR jout oan dat in wichtich diel fan 'e ynfallende weach reflektearre wurdt. De oarsaak kin de lading sels wêze of in ûnderbrekking lykas in adapter, sonde, bûging, flensgat of ferkeard útrjochte seksje.
Kin in ôfstimmingsskroef breedbân-oanpassing leverje?
In ôfstimmingsskroef kin in mismatch effektyf korrigearje, mar in sterke resonante oanpassing kin smelbân wêze. Breedbânprestaasjes fereaskje meastentiids dat de folsleine oergong, skroefposysje en omlizzende geometry tegearre ûntwurpen wurde.
Hoe kinne refleksjes by in golfliederflens wurde fermindere?
Brûk kompatible flenzen, hâld de kontaktflakken skjin en flak, rjochtsje de iepeningen sekuer út en draai de befestigingen evenredich oan. Befêstigje de definitive gearstalling mei in netwurkanalysator.
Wat is it ferskil tusken in golfliederlading en in ferswakker?
In lading beëiniget in poarte en absorbearret hast alle ynfallende enerzjy. In ferswakker is in apparaat mei twa poarten dat it sinjaalnivo mei in spesifisearre hoemannichte ferminderet, wylst de oerbleaune enerzjy nei de útfier wurdt trochjûn.
Foar help by it selektearjen fan in golfliederadapter, lading of oanpaste oerienkommende struktuer,kontakt opnimme mei RF MISOmei it frekwinsjeberik, golfliedergrutte, bânbreedte, krêftnivo en doel-VSWR.
Pleatsingstiid: 15 jannewaris 2024
