Unsaon pagkab-ot sa impedance matching sa mga waveguide? Gikan sa teorya sa transmission line sa microstrip antenna theory, nahibal-an nato nga ang angay nga series o parallel transmission lines mahimong mapili aron makab-ot ang impedance matching tali sa mga transmission lines o tali sa mga transmission lines ug mga load aron makab-ot ang maximum power transmission ug minimum reflection loss. Ang parehas nga prinsipyo sa impedance matching sa mga microstrip lines magamit sa impedance matching sa mga waveguide. Ang mga reflection sa mga waveguide system mahimong mosangpot sa impedance mismatches. Kung mahitabo ang impedance deterioration, ang solusyon parehas ra sa mga transmission lines, nga mao, ang pag-usab sa gikinahanglan nga kantidad. Ang lumped impedance gibutang sa pre-calculated points sa waveguide aron masulbad ang mismatch, sa ingon mawagtang ang mga epekto sa mga reflection. Samtang ang mga transmission lines naggamit og lumped impedances o stubs, ang mga waveguide naggamit og metal blocks nga lain-laing porma.
hulagway 1: Mga iris sa Waveguide ug katumbas nga sirkito,(a)Capacitive;(b)inductive;(c)resonant.
Ang Figure 1 nagpakita sa lain-laing klase sa impedance matching, nga naggamit sa bisan unsang porma nga gipakita ug mahimong capacitive, inductive o resonant. Ang mathematical analysis komplikado, apan ang pisikal nga katin-awan dili. Kung atong hunahunaon ang unang capacitive metal strip sa figure, makita nga ang potensyal nga anaa taliwala sa ibabaw ug ubos nga mga bungbong sa waveguide (sa dominant mode) anaa na karon taliwala sa duha ka metal nga mga nawong nga mas duol, mao nga ang capacitance kay. Ang punto motaas. Sa kasukwahi, ang metal block sa Figure 1b nagtugot sa pag-agos sa kuryente diin wala kini modagayday kaniadto. Adunay pag-agos sa kuryente sa kaniadto gipauswag nga electric field plane tungod sa pagdugang sa metal block. Busa, ang pagtipig sa enerhiya mahitabo sa magnetic field ug ang inductance sa maong punto sa waveguide motaas. Dugang pa, kung ang porma ug posisyon sa metal ring sa Figure c gidisenyo nga makatarunganon, ang inductive reactance ug capacitive reactance nga gipaila managsama, ug ang aperture mahimong parallel resonance. Kini nagpasabot nga ang impedance matching ug tuning sa main mode maayo kaayo, ug ang shunting effect niini nga mode mahimong gamay ra. Apan, ang ubang mga mode o frequency mohinay, mao nga ang resonant metal ring molihok isip bandpass filter ug mode filter.
hulagway 2:(a) mga poste sa waveguide;(b) duha ka tornilyo nga matcher
Laing paagi sa pag-tune gipakita sa ibabaw, diin ang usa ka cylindrical metal post mogawas gikan sa usa sa lapad nga mga kilid ngadto sa waveguide, nga adunay parehas nga epekto sa usa ka metal strip sa mga termino sa paghatag og lumped reactance sa kana nga punto. Ang metal post mahimong capacitive o inductive, depende kung unsa kalayo kini mogawas ngadto sa waveguide. Sa panguna, kini nga pamaagi sa pagpares mao nga kung ang ingon nga metal nga haligi mogawas gamay ngadto sa waveguide, kini maghatag og capacitive susceptance sa kana nga punto, ug ang capacitive susceptance motaas hangtod nga ang penetration mga usa ka quarter sa usa ka wavelength. Niini nga punto, mahitabo ang series resonance. Ang dugang nga penetration sa metal post moresulta sa usa ka inductive susceptance nga gihatag nga mokunhod samtang ang insertion mahimong mas kompleto. Ang resonance intensity sa midpoint installation kay inversely proportional sa diametro sa column ug magamit isip filter, bisan pa, niini nga kaso kini gigamit isip band stop filter aron magpadala og mas taas nga order modes. Kung itandi sa pagdugang sa impedance sa mga metal strip, ang usa ka mayor nga bentaha sa paggamit sa metal posts mao nga kini dali nga i-adjust. Pananglitan, duha ka screw ang magamit isip tuning device aron makab-ot ang episyente nga waveguide matching.
Mga resistive load ug mga attenuator:
Sama sa ubang sistema sa transmission, ang mga waveguide usahay nagkinahanglan og hingpit nga impedance matching ug tuned loads aron hingpit nga masuhop ang mga mosulod nga balud nga walay reflection ug aron dili sensitibo sa frequency. Usa ka aplikasyon para sa maong mga terminal mao ang paghimo og lain-laing mga sukod sa kuryente sa sistema nga dili aktuwal nga mopagawas og bisan unsang kuryente.
hulagway 3 waveguide resistance load(a)single taper(b)double taper
Ang labing komon nga resistive termination mao ang usa ka seksyon sa lossy dielectric nga gibutang sa tumoy sa waveguide ug gi-taper (nga ang tumoy nagtudlo padulong sa mosulod nga balud) aron dili hinungdan sa mga reflection. Kini nga lossy medium mahimong mookupar sa tibuok gilapdon sa waveguide, o mahimo kini nga mookupar lamang sa sentro sa tumoy sa waveguide, sama sa gipakita sa Figure 3. Ang taper mahimong single o double taper ug kasagaran adunay gitas-on nga λp/2, nga adunay kinatibuk-ang gitas-on nga gibana-bana nga duha ka wavelength. Kasagaran hinimo sa dielectric plates sama sa bildo, nga gitabonan og carbon film o water glass sa gawas. Alang sa mga high-power nga aplikasyon, ang maong mga terminal mahimong adunay mga heat sink nga idugang sa gawas sa waveguide, ug ang gahum nga gihatag sa terminal mahimong mawala pinaagi sa heat sink o pinaagi sa forced air cooling.
hulagway 4 Mabalhin nga attenuator sa vane
Ang mga dielectric attenuator mahimong matangtang sama sa gipakita sa Figure 4. Kon ibutang sa tunga sa waveguide, mahimo kining ibalhin sa kilid gikan sa sentro sa waveguide, diin kini ang mohatag sa pinakadako nga attenuation, ngadto sa mga ngilit, diin ang attenuation mokunhod pag-ayo tungod kay ang kusog sa electric field sa dominant mode mas ubos.
Pagpaubos sa waveguide:
Ang pagkunhod sa enerhiya sa mga waveguide kasagaran naglakip sa mosunod nga mga aspeto:
1. Mga repleksyon gikan sa internal nga mga discontinuity sa waveguide o dili gihan-ay nga mga seksyon sa waveguide
2. Mga pagkawala nga gipahinabo sa pag-agos sa kuryente sa mga bungbong sa waveguide
3. Mga pagkawala sa dielectric sa napuno nga mga waveguide
Ang katapusang duha susama sa katugbang nga mga pagkawala sa mga coaxial lines ug pareho nga gamay ra. Kini nga pagkawala nagdepende sa materyal sa dingding ug sa kagaspang niini, ang dielectric nga gigamit ug ang frequency (tungod sa epekto sa panit). Para sa brass conduit, ang range gikan sa 4 dB/100m sa 5 GHz hangtod 12 dB/100m sa 10 GHz, apan para sa aluminum conduit, ang range mas ubos. Para sa silver-coated waveguides, ang mga pagkawala kasagaran 8dB/100m sa 35 GHz, 30dB/100m sa 70 GHz, ug hapit sa 500 dB/100m sa 200 GHz. Aron makunhuran ang mga pagkawala, labi na sa labing taas nga mga frequency, ang mga waveguide usahay gi-plate (sa sulod) og bulawan o platinum.
Sama sa nahisgotan na, ang waveguide nagsilbing high-pass filter. Bisan tuod ang waveguide mismo halos walay lossless, ang mga frequency nga ubos sa cutoff frequency grabe nga mikunhod. Kini nga attenuation tungod sa reflection sa baba sa waveguide imbes nga propagation.
Pagkabit sa Waveguide:
Ang waveguide coupling kasagarang mahitabo pinaagi sa mga flanges kung ang mga piraso o sangkap sa waveguide gidugtong. Ang gimbuhaton niini nga flange mao ang pagsiguro sa hapsay nga mekanikal nga koneksyon ug angay nga mga kabtangan sa kuryente, labi na ang ubos nga external radiation ug ubos nga internal reflection.
Flange:
Ang mga waveguide flanges kay kaylap nga gigamit sa microwave communications, radar systems, satellite communications, antenna systems, ug laboratory equipment sa siyentipikong panukiduki. Gigamit kini aron ikonektar ang lain-laing waveguide sections, masiguro nga mapugngan ang leakage ug interference, ug mapadayon ang tukmang alignment sa waveguide aron masiguro ang taas nga kasaligan nga transmission ug tukmang positioning sa frequency electromagnetic waves. Ang usa ka tipikal nga waveguide adunay flange sa matag tumoy, sama sa gipakita sa Figure 5.
hulagway 5 (a) yano nga flange;(b) pagkabit sa flange.
Sa mas ubos nga mga frequency, ang flange i-braze o i-weld sa waveguide, samtang sa mas taas nga mga frequency, usa ka patag nga butt flat flange ang gigamit. Kung ang duha ka bahin gidugtong, ang mga flanges gi-bolt, apan ang mga tumoy kinahanglan nga hapsay nga mahuman aron malikayan ang mga discontinuity sa koneksyon. Klaro nga mas sayon ang pag-align sa mga sangkap sa husto nga paagi gamit ang pipila ka mga pag-adjust, mao nga ang gagmay nga mga waveguide usahay adunay mga threaded flanges nga mahimong i-screw gamit ang usa ka ring nut. Samtang motaas ang frequency, ang gidak-on sa waveguide coupling natural nga mokunhod, ug ang coupling discontinuity mahimong mas dako kon itandi sa signal wavelength ug gidak-on sa waveguide. Busa, ang mga discontinuity sa mas taas nga mga frequency mahimong mas problema.
hulagway 6 (a)Krus nga seksyon sa choke coupling;(b)tumoy nga talan-awon sa choke flange
Aron masulbad kini nga problema, mahimong magbilin og gamay nga gintang tali sa mga waveguide, sama sa gipakita sa Figure 6. Usa ka choke coupling nga gilangkoban sa usa ka ordinaryong flange ug usa ka choke flange nga konektado. Aron mabayran ang posibleng mga discontinuity, usa ka lingin nga choke ring nga adunay L-shaped cross-section ang gigamit sa choke flange aron makab-ot ang mas hugot nga koneksyon. Dili sama sa ordinaryong mga flanges, ang mga choke flanges sensitibo sa frequency, apan ang usa ka gi-optimize nga disenyo makasiguro sa usa ka makatarunganon nga bandwidth (tingali 10% sa center frequency) diin ang SWR dili molapas sa 1.05.
Oras sa pag-post: Enero 15, 2024
