မိုက်ခရိုဝေ့ဖ် ဆားကစ်များ သို့မဟုတ် စနစ်များတွင်၊ ဆားကစ် သို့မဟုတ် စနစ်တစ်ခုလုံးကို filter များ၊ coupler များ၊ power dividers များစသည့် အခြေခံမိုက်ခရိုဝေ့ဖ် ကိရိယာများစွာဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားလေ့ရှိသည်။ ဤကိရိယာများမှတစ်ဆင့် အချက်ပြပါဝါကို တစ်နေရာမှ တစ်နေရာသို့ အနည်းဆုံးဆုံးရှုံးမှုဖြင့် ထိရောက်စွာ ထုတ်လွှင့်နိုင်လိမ့်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။
ယာဉ်ရေဒါစနစ်တစ်ခုလုံးတွင်၊ စွမ်းအင်ပြောင်းလဲမှုတွင် အဓိကအားဖြင့် ချစ်ပ်မှ PCB ဘုတ်ပေါ်ရှိ feeder သို့ စွမ်းအင်လွှဲပြောင်းခြင်း၊ feeder ကို အင်တင်နာကိုယ်ထည်သို့ လွှဲပြောင်းခြင်းနှင့် အင်တင်နာမှ စွမ်းအင်ကို ထိရောက်စွာ ဖြာထွက်ခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ စွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးတွင် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုမှာ converter ၏ ဒီဇိုင်းဖြစ်သည်။ millimeter wave systems ရှိ converter များတွင် အဓိကအားဖြင့် microstrip to substrate integrated waveguide (SIW) ပြောင်းလဲခြင်း၊ microstrip to waveguide ပြောင်းလဲခြင်း၊ SIW to waveguide ပြောင်းလဲခြင်း၊ coaxial to waveguide ပြောင်းလဲခြင်း၊ waveguide to waveguide ပြောင်းလဲခြင်းနှင့် waveguide ပြောင်းလဲခြင်း အမျိုးအစားအမျိုးမျိုးတို့ ပါဝင်သည်။ ဤထုတ်ဝေမှုသည် microband SIW ပြောင်းလဲခြင်းဒီဇိုင်းကို အာရုံစိုက်ပါမည်။
သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးဖွဲ့စည်းပုံအမျိုးမျိုး
မိုက်ခရိုစထရစ်မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်ကြိမ်နှုန်းနိမ့်သော နေရာတွင် အသုံးအများဆုံး လမ်းညွှန်ဖွဲ့စည်းပုံများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ အဓိကအားသာချက်များမှာ ရိုးရှင်းသောဖွဲ့စည်းပုံ၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးခြင်းနှင့် မျက်နှာပြင်တပ်ဆင်သည့် အစိတ်အပိုင်းများနှင့် မြင့်မားသောပေါင်းစပ်မှုတို့ဖြစ်သည်။ ပုံမှန် microstrip လိုင်းတစ်ခုကို dielectric layer substrate ၏တစ်ဖက်တွင် conductor များကို အသုံးပြု၍ ဖွဲ့စည်းထားပြီး အခြားတစ်ဖက်တွင် single ground plane တစ်ခုဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎င်းအထက်တွင် လေရှိသည်။ အပေါ်ဆုံး conductor သည် အခြေခံအားဖြင့် ကျဉ်းမြောင်းသောဝါယာကြိုးအဖြစ်ပုံသွင်းထားသော conductive ပစ္စည်း (များသောအားဖြင့် ကြေးနီ) ဖြစ်သည်။ လိုင်းအကျယ်၊ အထူ၊ relative permittivity နှင့် substrate ၏ dielectric loss tangent တို့သည် အရေးကြီးသော parameter များဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ conductor ၏အထူ (ဆိုလိုသည်မှာ metallization အထူ) နှင့် conductor ၏ conductivity တို့သည်လည်း မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် အရေးကြီးပါသည်။ ဤ parameter များကို ဂရုတစိုက်ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းနှင့် microstrip လိုင်းများကို အခြား device များအတွက် အခြေခံယူနစ်အဖြစ်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် filter များ၊ coupler များ၊ power dividers/combiners များ၊ mixers များစသည့် printed microwave device များနှင့် components အများအပြားကို ဒီဇိုင်းထုတ်နိုင်သည်။ သို့သော် frequency တိုးလာသည်နှင့်အမျှ (နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော microwave frequency မြင့်မားသောသို့ ရွေ့လျားသောအခါ) transmission losses များလာပြီး radiation ဖြစ်ပေါ်သည်။ ထို့ကြောင့် rectangular waveguides ကဲ့သို့သော hollow tube waveguides များကို frequency မြင့်မားသောနေရာတွင် losses နည်းပါးသောကြောင့် (radiation မရှိ) ဦးစားပေးသည်။ waveguide ၏အတွင်းပိုင်းသည် များသောအားဖြင့် လေဖြစ်သည်။ သို့သော် လိုအပ်ပါက ၎င်းကို dielectric ပစ္စည်းဖြင့် ဖြည့်နိုင်ပြီး ဓာတ်ငွေ့ဖြည့်ထားသော waveguide ထက် cross-section သေးငယ်စေသည်။ သို့သော် hollow tube waveguides များသည် မကြာခဏ ကြီးမားပြီး အထူးသဖြင့် ကြိမ်နှုန်းနိမ့်များတွင် လေးလံနိုင်ပြီး ထုတ်လုပ်မှု လိုအပ်ချက်များ ပိုမိုမြင့်မားပြီး စျေးကြီးသောကြောင့် planar printed structures များနှင့် ပေါင်းစပ်၍မရပါ။
RFMISO မိုက်ခရိုစထရစ် အင်တင်နာ ထုတ်ကုန်များ
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz
နောက်တစ်ခုကတော့ microstrip structure နဲ့ waveguide အကြား hybrid guidance structure တစ်ခုဖြစ်ပြီး substrate integrated waveguide (SIW) လို့ခေါ်ပါတယ်။ SIW ဆိုတာ dielectric ပစ္စည်းပေါ်မှာ တည်ဆောက်ထားတဲ့ integrated waveguide လိုမျိုး structure တစ်ခုဖြစ်ပြီး အပေါ်နဲ့အောက်မှာ conductor တွေရှိပြီး sidewall တွေကို metal vias နှစ်ခုရဲ့ linear array နဲ့ ဖွဲ့စည်းထားပါတယ်။ microstrip နဲ့ waveguide structure တွေနဲ့ နှိုင်းယှဉ်ရင် SIW ဟာ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်လည်း လွယ်ကူသလို planar device တွေနဲ့လည်း integrate လုပ်နိုင်ပါတယ်။ ထို့အပြင် မြင့်မားတဲ့ frequencies တွေမှာ performance က microstrip structure တွေထက် ပိုကောင်းပြီး waveguide dispersion properties တွေ ရှိပါတယ်။ ပုံ ၁ မှာ ပြထားတဲ့အတိုင်းပါ။
SIW ဒီဇိုင်းလမ်းညွှန်ချက်များ
Substrate integrated waveguides (SIWs) များသည် parallel metal plates နှစ်ခုကို ချိတ်ဆက်ထားသော dielectric တွင် ထည့်သွင်းထားသော metal vias နှစ်တန်းကို အသုံးပြု၍ တည်ဆောက်ထားသော integrated waveguide ကဲ့သို့သော structure များဖြစ်သည်။ metal through holes တန်းများသည် side wall များကို ဖွဲ့စည်းသည်။ ဤ structure တွင် microstrip lines နှင့် waveguides များ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများ ရှိသည်။ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် အခြား print ထုတ်ထားသော flat structure များနှင့်လည်း ဆင်တူသည်။ ပုံမှန် SIW geometry ကို Figure 2.1 တွင် ပြသထားပြီး၊ ၎င်း၏ width (ဆိုလိုသည်မှာ vias များအကြား lateral direction (as))၊ vias ၏ diameter (d) နှင့် pitch length (p) တို့ကို SIW structure ကို ဒီဇိုင်းဆွဲရန် အသုံးပြုသည်။ အရေးကြီးဆုံး geometric parameters (Figure 2.1 တွင် ပြသထားသည်) ကို နောက်အပိုင်းတွင် ရှင်းပြပါမည်။ dominant mode သည် rectangular waveguide ကဲ့သို့ပင် TE10 ဖြစ်ကြောင်း သတိပြုပါ။ air-filled waveguides (AFWG) နှင့် dielectric-filled waveguides (DFWG) ၏ cutoff frequency fc နှင့် dimensions a နှင့် b အကြား ဆက်နွယ်မှုသည် SIW ဒီဇိုင်း၏ ပထမဆုံးအချက်ဖြစ်သည်။ air-filled waveguides အတွက် cutoff frequency သည် အောက်ပါ formula တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ဖြစ်သည်။
SIW အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံနှင့် တွက်ချက်မှုဖော်မြူလာ[1]
c သည် လွတ်လပ်သောနေရာရှိ အလင်း၏အလျင်ဖြစ်ပြီး m နှင့် n သည် မုဒ်များဖြစ်ပြီး a သည် ပိုရှည်သော waveguide အရွယ်အစားဖြစ်ပြီး b သည် ပိုတိုသော waveguide အရွယ်အစားဖြစ်သည်။ TE10 မုဒ်တွင် waveguide အလုပ်လုပ်သောအခါ fc=c/2a သို့ ရိုးရှင်းအောင်ပြုလုပ်နိုင်သည်။ waveguide ကို dielectric ဖြင့်ဖြည့်သောအခါ၊ broadside အရှည် a ကို ad=a/Sqrt(εr) ဖြင့်တွက်ချက်ပြီး εr သည် medium ၏ dielectric constant ဖြစ်သည်။ TE10 မုဒ်တွင် SIW အလုပ်လုပ်စေရန်အတွက်၊ through hole spacing p၊ အချင်း d နှင့် wide side as တို့သည် အောက်ပါပုံ၏ အပေါ်ညာဘက်ရှိ ဖော်မြူလာကို ဖြည့်ဆည်းပေးသင့်ပြီး d<λg နှင့် p<2d [2] ၏ empirical formula များလည်းရှိသည်။
λg သည် လမ်းညွှန်လှိုင်းအလျားဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ အလွှာ၏အထူသည် SIW အရွယ်အစားဒီဇိုင်းကို မထိခိုက်သော်လည်း ဖွဲ့စည်းပုံဆုံးရှုံးမှုကို သက်ရောက်မှုရှိသောကြောင့် အထူမြင့်အလွှာများ၏ ဆုံးရှုံးမှုနည်းသော အားသာချက်များကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။
မိုက်ခရိုစထရစ်မှ SIW သို့ ပြောင်းလဲခြင်း
microstrip structure တစ်ခုကို SIW နှင့် ချိတ်ဆက်ရန်လိုအပ်သည့်အခါ tapered microstrip transition သည် အဓိကဦးစားပေး transition method များထဲမှတစ်ခုဖြစ်ပြီး tapered transition သည် အခြား printed transition များနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက broadband match ကိုပေးစွမ်းလေ့ရှိသည်။ ကောင်းမွန်စွာဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော transition structure တွင် reflections အလွန်နည်းပါးပြီး insertion loss သည် dielectric နှင့် conductor losses များကြောင့် အဓိကဖြစ်ပွားသည်။ substrate နှင့် conductor materials များရွေးချယ်မှုသည် transition ၏ loss ကို အဓိကဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ substrate ၏အထူသည် microstrip line ၏အကျယ်ကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေသောကြောင့် substrate ၏အထူပြောင်းလဲသွားသောအခါ tapered transition ၏ parameters များကို ချိန်ညှိသင့်သည်။ grounded coplanar waveguide (GCPW) ၏ အခြားအမျိုးအစားတစ်ခုသည်လည်း high-frequency systems များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသော transmission line structure တစ်ခုဖြစ်သည်။ intermediate transmission line နှင့်နီးသော side conductor များသည် ground အဖြစ်လည်းဆောင်ရွက်သည်။ main feeder ၏အကျယ်နှင့် side ground သို့ gap ကိုချိန်ညှိခြင်းဖြင့် လိုအပ်သော characteristic impedance ကိုရရှိနိုင်သည်။
SIW မှ Microstrip နှင့် GCPW မှ SIW
အောက်ဖော်ပြပါပုံသည် SIW အတွက် microstrip ဒီဇိုင်း၏ ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အသုံးပြုထားသော medium မှာ Rogers3003 ဖြစ်ပြီး dielectric constant မှာ 3.0 ဖြစ်ပြီး true loss value မှာ 0.001 ဖြစ်ပြီး အထူမှာ 0.127mm ဖြစ်သည်။ နှစ်ဖက်စလုံးရှိ feeder အကျယ်မှာ 0.28mm ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် antenna feeder ၏ အကျယ်နှင့် ကိုက်ညီသည်။ through hole အချင်းမှာ d=0.4mm ဖြစ်ပြီး spacing p=0.6mm ဖြစ်သည်။ simulation size မှာ 50mm*12mm*0.127mm ဖြစ်သည်။ passband တွင် overall loss မှာ 1.5dB ခန့်ရှိသည် (wide-side spacing ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် ပိုမိုလျှော့ချနိုင်သည်)။
SIW ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ၎င်း၏ S ကန့်သတ်ချက်များ
79GHz တွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းဖြန့်ဖြူးမှု
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဇန်နဝါရီလ ၁၈ ရက်
