Dalam rangkaian atau sistem gelombang mikro, keseluruhan rangkaian atau sistem sering kali terdiri dari banyak perangkat gelombang mikro dasar seperti filter, coupler, pembagi daya, dll. Diharapkan melalui perangkat tersebut dapat mentransmisikan daya sinyal secara efisien dari satu titik ke titik. lainnya dengan kerugian minimal;
Di seluruh sistem radar kendaraan, konversi energi terutama melibatkan transfer energi dari chip ke pengumpan di papan PCB, transfer pengumpan ke badan antena, dan radiasi energi yang efisien oleh antena.Dalam keseluruhan proses perpindahan energi, bagian penting adalah desain konverter.Konverter dalam sistem gelombang milimeter terutama mencakup konversi mikrostrip ke pandu gelombang terintegrasi (SIW), konversi mikrostrip ke pandu gelombang, konversi SIW ke pandu gelombang, konversi koaksial ke pandu gelombang, konversi pandu gelombang ke pandu gelombang, dan berbagai jenis konversi pandu gelombang.Edisi ini akan fokus pada desain konversi SIW microband.
Berbagai jenis struktur transportasi
Mikrostripadalah salah satu struktur pemandu yang paling banyak digunakan pada frekuensi gelombang mikro yang relatif rendah.Keuntungan utamanya adalah struktur sederhana, biaya rendah dan integrasi tinggi dengan komponen pemasangan di permukaan.Garis mikrostrip yang khas dibentuk menggunakan konduktor pada satu sisi substrat lapisan dielektrik, membentuk bidang tanah tunggal di sisi lain, dengan udara di atasnya.Konduktor atas pada dasarnya adalah bahan konduktif (biasanya tembaga) yang dibentuk menjadi kawat sempit.Lebar garis, ketebalan, permitivitas relatif, dan tangen kerugian dielektrik substrat merupakan parameter penting.Selain itu, ketebalan konduktor (yaitu ketebalan metalisasi) dan konduktivitas konduktor juga penting pada frekuensi yang lebih tinggi.Dengan hati-hati mempertimbangkan parameter-parameter ini dan menggunakan jalur mikrostrip sebagai unit dasar untuk perangkat lain, banyak perangkat dan komponen gelombang mikro tercetak yang dapat dirancang, seperti filter, coupler, pembagi/penggabung daya, mixer, dll. Namun seiring dengan peningkatan frekuensi (ketika berpindah ke frekuensi gelombang mikro yang relatif tinggi) kerugian transmisi meningkat dan radiasi terjadi.Oleh karena itu, pandu gelombang tabung berongga seperti pandu gelombang persegi panjang lebih disukai karena kerugian yang lebih kecil pada frekuensi yang lebih tinggi (tidak ada radiasi).Bagian dalam pandu gelombang biasanya berupa udara.Namun jika diinginkan, dapat diisi dengan bahan dielektrik, sehingga memberikan penampang yang lebih kecil dibandingkan pandu gelombang berisi gas.Namun, pandu gelombang tabung berongga seringkali berukuran besar, berat terutama pada frekuensi rendah, memerlukan persyaratan produksi yang lebih tinggi dan mahal, serta tidak dapat diintegrasikan dengan struktur cetak planar.
PRODUK ANTENA MIKROSTRIP RFMISO：
RM-MA25527-22,25.5-27GHz
RM-MA425435-22,4.25-4.35GHz
Yang lainnya adalah struktur panduan hibrid antara struktur mikrostrip dan pandu gelombang, yang disebut pandu gelombang terintegrasi substrat (SIW).SIW adalah struktur seperti pandu gelombang terintegrasi yang dibuat pada bahan dielektrik, dengan konduktor di atas dan bawah dan susunan linier dua vias logam membentuk dinding samping.Dibandingkan dengan struktur mikrostrip dan pandu gelombang, SIW lebih hemat biaya, memiliki proses pembuatan yang relatif mudah, dan dapat diintegrasikan dengan perangkat planar.Selain itu, kinerja pada frekuensi tinggi lebih baik dibandingkan struktur mikrostrip dan memiliki sifat dispersi pandu gelombang.Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1;
Pedoman desain SIW
Pandu gelombang terintegrasi substrat (SIW) adalah struktur mirip pandu gelombang terintegrasi yang dibuat dengan menggunakan dua baris vias logam yang tertanam dalam dielektrik yang menghubungkan dua pelat logam paralel.Barisan logam melalui lubang membentuk dinding samping.Struktur ini mempunyai ciri garis mikrostrip dan pandu gelombang.Proses pembuatannya juga mirip dengan struktur datar cetak lainnya.Geometri SIW yang khas ditunjukkan pada Gambar 2.1, dimana lebarnya (yaitu pemisahan antara vias dalam arah lateral (as)), diameter vias (d) dan panjang pitch (p) digunakan untuk merancang struktur SIW Parameter geometri terpenting (ditunjukkan pada Gambar 2.1) akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.Perhatikan bahwa mode yang dominan adalah TE10, sama seperti pandu gelombang persegi panjang.Hubungan antara frekuensi cutoff fc dari pandu gelombang berisi udara (AFWG) dan pandu gelombang berisi dielektrik (DFWG) serta dimensi a dan b adalah poin pertama dari desain SIW.Untuk pandu gelombang berisi udara, frekuensi cutoff seperti ditunjukkan pada rumus di bawah
Struktur dasar SIW dan rumus perhitungannya[1]
dimana c adalah kecepatan cahaya di ruang bebas, m dan n adalah mode, a adalah ukuran pandu gelombang yang lebih panjang, dan b adalah ukuran pandu gelombang yang lebih pendek.Ketika pandu gelombang bekerja dalam mode TE10, dapat disederhanakan menjadi fc=c/2a;ketika pandu gelombang diisi dengan dielektrik, panjang sisi lebar a dihitung dengan ad=a/Sqrt(εr), di mana εr adalah konstanta dielektrik medium;agar SIW berfungsi pada mode TE10, jarak lubang tembus p, diameter d dan lebar sisi sebagaimana harus memenuhi rumus di kanan atas gambar di bawah, dan terdapat juga rumus empiris d<λg dan p<2d [ 2];
di mana λg adalah panjang gelombang gelombang terpandu: Pada saat yang sama, ketebalan substrat tidak akan mempengaruhi desain ukuran SIW, namun akan mempengaruhi hilangnya struktur, sehingga keuntungan kerugian rendah dari substrat dengan ketebalan tinggi harus dipertimbangkan. .
Konversi mikrostrip ke SIW
Ketika struktur mikrostrip perlu dihubungkan ke SIW, transisi mikrostrip tirus adalah salah satu metode transisi utama yang disukai, dan transisi tirus biasanya memberikan kecocokan broadband dibandingkan dengan transisi cetak lainnya.Struktur transisi yang dirancang dengan baik memiliki pantulan yang sangat rendah, dan kerugian penyisipan terutama disebabkan oleh kerugian dielektrik dan konduktor.Pemilihan bahan substrat dan konduktor terutama menentukan hilangnya transisi.Karena ketebalan substrat menghalangi lebar garis mikrostrip, parameter transisi meruncing harus disesuaikan ketika ketebalan substrat berubah.Jenis lain dari grounded coplanar waveguide (GCPW) juga merupakan struktur saluran transmisi yang banyak digunakan dalam sistem frekuensi tinggi.Konduktor samping yang dekat dengan saluran transmisi perantara juga berfungsi sebagai ground.Dengan menyesuaikan lebar penyulang utama dan celah ke tanah samping, impedansi karakteristik yang diperlukan dapat diperoleh.
Mikrostrip ke SIW dan GCPW ke SIW
Gambar di bawah merupakan contoh perancangan mikrostrip ke SIW.Medium yang digunakan adalah Rogers3003, konstanta dielektrik 3,0, nilai true loss 0,001, dan ketebalan 0,127mm.Lebar pengumpan di kedua ujungnya adalah 0,28 mm, yang sesuai dengan lebar pengumpan antena.Diameter lubang tembus adalah d=0,4mm, dan jarak p=0,6mm.Ukuran simulasinya adalah 50mm*12mm*0,127mm.Kerugian keseluruhan pada pita sandi adalah sekitar 1,5dB (yang selanjutnya dapat dikurangi dengan mengoptimalkan jarak sisi lebar).
Struktur SIW dan parameter S-nya
Distribusi medan listrik@79GHz
Waktu posting: 18 Januari 2024
