Mewn systemau hanfodol megis cyfathrebiadau lloeren, radar, a-rhwydweithiau optegol cyflym, gall hyd yn oed y golled signal lleiaf ddiraddio perfformiad-gan arwain at ddata wedi'i ystumio, llai o ystod canfod, neu drosglwyddiadau a fethwyd.Waveguide Ring Coupler, elfen graidd ar gyfer hollti signal, cyfuno, neu lwybro, yn mynd i'r afael â'r her hon trwy ei ddyluniad strwythurol unigryw, dewis deunydd, ac optimeiddio electromagnetig. Isod ceir dadansoddiad manwl o sut mae'n cyflawni colled signal isel, wedi'i deilwra i ofynion gweithredol systemau critigol.
Dyluniad Sylfaenol: Cyfyngu Tonnau Electromagnetig i Leihau Colled Ymbelydredd
- Mae colled ymbelydredd-lle mae egni electromagnetig yn dianc o'r cyplydd yn lle lluosogi ar hyd y llwybr arfaethedig-yn brif ffynhonnell diraddio signal mewn cydrannau confensiynol fel cyplyddion microstrip. Mae'r cyplydd cylch tonnau'n dileu'r mater hwn drwy drosoli geometreg canllaw tonnau caeedig, sy'n dal tonnau'n gorfforol o fewn ceudod dargludol.
- Mae cyplydd modrwy waveguide nodweddiadol yn cynnwys cylch metelig crwn neu hirsgwar gyda phorthladdoedd mewnbwn/allbwn wedi'u cysylltu'n tangential i'r strwythurau microstrip ring.Yn wahanol i'r cylch agored, mae ceudod metelaidd caeedig y waveguide yn gweithredu fel "cynhwysydd" electromagnetig. wal fewnol metelaidd, electronau rhydd yn yr aildrefnu metel i ganslo maes trydan y don ar yr wyneb, gan adlewyrchu'r maes magnetig i mewn. Mae hyn yn creu modd lluosogi "dan arweiniad" lle mae egni wedi'i gyfyngu i du mewn y ceudod.
- Mewn systemau critigol fel radar, lle mae signalau'n gweithredu ar amleddau uchel, mae'r cyfyngiad hwn hyd yn oed yn fwy argyfyngus. Mae gan donnau amledd uchel donfeddi byrrach ac maent yn fwy tueddol o gael ymbelydredd; mae strwythur caeedig y waveguide yn sicrhau bod dros 99% o'r signal yn aros o fewn y cwplwr, gan leihau colled ymbelydredd yn sylweddol o'i gymharu â strwythurau agored.
Optimization Deunydd: Lleihau Dargludiad a Cholled Dielectric
Mae dau fecanwaith colled allweddol arall-colled dargludiad a cholled deuelectrig-yn cael eu lliniaru trwy ddewisiadau deunydd manwl gywir, wedi'u teilwra i amgylchedd gweithredu'r cwplwr.
Colli Dargludiad: -Metelau Dargludedd Uchel ar gyfer Lledaeniad Gwres
- Mae waliau mewnol y gylchred donfedd wedi'u gwneud o-purdeb,-metelau dargludedd uchel megis ocsigen-copr rhydd, arian-copr platiog, neu aur-copr platiog. Mae gan y deunyddiau hyn ymwrthedd trydanol isel iawn: er enghraifft, mae gan OFC ddargludedd o ~58 MS/m ar dymheredd ystafell, llawer uwch na chopr neu alwminiwm safonol.
- Mae gwrthiant isel yn lleihau gwresogi Joule: pan fydd ton electromagnetig yn lluosogi, mae'n anwytho ceryntau bach yn waliau'r canllaw tonnau. Mae-metelau dargludedd uchel yn caniatáu i'r ceryntau hyn lifo gyda'r colled egni lleiaf posibl-colled dargludiad mewn cylch tonfeddi wedi'i ddylunio'n dda-sydd fel arfer yn llai na 0.1 dB y metr ar amleddau microdon. Ar gyfer systemau critigol fel trawsatebyddion lloeren, mae hyn yn hanfodol: gallai gwres gormodol niweidio cydrannau sensitif, ac mae colled dargludiad isel yn sicrhau cywirdeb y signal a sefydlogrwydd thermol.
- Mewn amgylcheddau garw, mae haen denau o blatio aur neu arian yn ychwanegu ymwrthedd cyrydiad heb beryglu dargludedd-cadw perfformiad colled isel ymhellach dros oes y cwplwr.
Colled Deuelectrig: Aer{0}Wedi'i Lenwi neu'n Isel-Colli Dielectrics
- Yn wahanol i gyplyddion microstrip, sy'n dibynnu ar swbstrad deuelectrig i gefnogi lluosogi tonnau, mae'r rhan fwyaf o gyplyddion cylch tonnau canllaw wedi'u-lenwi ag aer. Mae gan aer gysonyn dielectrig o ~1 a thangiad colled isel iawn, sy'n golygu ei fod yn amsugno bron dim egni electromagnetig. Mae hyn yn dileu colled deuelectrig yn gyfan gwbl-mantais fawr ar gyfer systemau critigol lle mae pob desibel o signal yn bwysig.
- Mewn cymwysiadau cryno, lle mae'n bosibl bod canllawiau tonnau wedi'u llenwi ag aer yn rhy fawr, mae'r cyplydd yn defnyddio-defnyddiau dielectrig colled isel. Mae gan y deunyddiau hyn dangentau colled 10-100 gwaith yn is na FR safonol-4, gan sicrhau bod colled dielectrig yn parhau i fod yn is na 0.05 dB hyd yn oed mewn bandiau amledd uchel.
Modd Paru: Atal Colled Mewnosod o Afluniad Tonnau
- Mae colled mewnosod{0}}gwanhad signal rhwng y pyrth mewnbwn ac allbwn-yn aml yn cael ei achosi gan ddiffyg cyfatebiaeth modd: pan nad yw modd lluosogi'r don sy'n dod i mewn yn alinio â modd cynlluniedig y cwplwr, gan arwain at adlewyrchiadau neu wasgariad tonnau. Mae'r cyplydd cylch waveguide yn osgoi hyn trwy beirianneg modd manwl gywir.
- Yn gyntaf, cyfrifir dimensiynau'r cylch i gefnogi'r modd lluosogi dymunol yn unig ar yr amlder targed. Er enghraifft, mae cylch waveguide cylchol sy'n gweithredu ar 10 GHz yn cael ei faint fel mai dim ond y modd TM₀₁ lluosogi; mae moddau trefn uwch -yn cael eu "torri i ffwrdd" oherwydd bod eu tonfedd yn fwy na dimensiwn critigol y cylch. Mae hyn yn dileu cystadleuaeth modd, lle byddai moddau lluosog yn gwasgaru egni ac yn cynyddu colled mewnosod.
- Yn ail, mae'r porthladdoedd mewnbwn / allbwn wedi'u cysylltu'n tangential â'r cylch, gan sicrhau bod y cyplau tonnau sy'n dod i mewn yn llyfn i'r modd a ddymunir. Mae porthladdoedd tangential yn alinio maes trydan y don â siâp modd y cylch, gan leihau adlewyrchiadau ar ryngwyneb y porthladd. Er enghraifft, mewn cyplydd cylch 3-dB, mae'r porthladdoedd wedi'u gosod 90 gradd oddi wrth ei gilydd o amgylch y cylch gan optimeiddio'r berthynas gam rhwng signalau hollt tra'n cadw colled mewnosod o dan 0.3 dB.
Cywirdeb Gweithgynhyrchu: Goddefiannau sy'n Cadw-Perfformiad Colled Isel
- Gall hyd yn oed gwyriadau bach o'r geometreg ddyluniwyd amharu ar ymlediad tonnau a chynyddu colled. Er mwyn osgoi hyn,cyplyddion cylch waveguidear gyfer systemau critigol yn cael eu cynhyrchu gyda goddefiannau mecanyddol tynn.
- Defnyddir technegau uwch fel peiriannu rheolaeth rifiadol cyfrifiadurol neu electroformio i greu'r ceudod canllaw tonnau. Mae peiriannu CNC yn sicrhau bod wyneb mewnol y cylch yn llyfn, gan y byddai afreoleidd-dra arwyneb yn gwasgaru tonnau amledd uchel ac yn cynyddu colled dargludiad. Mae electroforming-lle mae haenen fetel yn cael ei dyddodi ar fowld trachywir-yn cynhyrchu ceudodau di-dor, unffurf sy'n ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau amledd uchel.
- Ar ôl gweithgynhyrchu, mae pob cwplwr yn cael profion dadansoddwr rhwydwaith fector i fesur colled mewnosod, colled dychwelyd, ac ynysu. Dim ond unedau â cholled mewnosod < 0.5 dB a gymeradwyir ar gyfer systemau critigol.
Casgliad
Mae'rcyplydd modrwy waveguideyn sicrhau colled signal isel trwy fynd i'r afael ag achosion sylfaenol diraddio: mae'n defnyddio geometreg gaeedig i ddileu colled ymbelydredd, dargludedd uchel/colled isel-deunyddiau i leihau dargludiad a cholled deuelectrig, paru modd i atal colled mewnosodiad oherwydd afluniad tonnau, a gweithgynhyrchu manwl gywir i gadw'r optimeiddiadau hyn. Mewn systemau hanfodol-lle nad yw dibynadwyedd a chyfanrwydd signal yn-trafodadwy-mae'r nodweddion hyn yn ei gwneud yn anhepgor. P'un a yw'n galluogi cyfathrebiadau lloeren clir, canfod radar ystod hir, neu drosglwyddo data optegol cyflym iawn, mae dyluniad colled isel y cyplydd cylch tonnau yn trosi'n uniongyrchol i well perfformiad system a gwydnwch.
Cyfeiriad
1.Technoleg cyplu canllaw tonnau colled isel-: Strategaethau a Thechnegau ar gyfer Cyflawni Trosglwyddiad Ynni Effeithlon - Llyfrgell CSDN.
2. Fformiwlâu Empirig ar gyfer Dylunio Bwlch-Waveguide Hybrid Ring Coupler.
3.A balun hil llygod mawr colled isel mewn technoleg waveguide bwlch.
4.Recommend rhai achosion dylunio ar gyfer lleihau'r golled mewnosod o gylchredwyr RF.
5.Dylunio a Dadansoddi Perfformiad Cylchredwr Porthladd Dau{{1}Ddimensiwn Magnetig Ffotonig Pedwar Newydd-Cylchredydd Porthladd.
6.[Llawlyfr Gwella Uniondeb Signalau SGM4553] : Dadorchuddio Technegau ar gyfer Lleihau Colledion Signalau ac Ymyrraeth Electromagnetig.