Í mikilvægum kerfum eins og gervihnattasamskiptum, ratsjá og háhraða ljósnetum, getur jafnvel lágmarks merkjatap dregið úr afköstum-og leitt til brenglaðra gagna, minnkaðs greiningarsviðs eða misheppnaðra sendinga.Waveguide hringtengi, kjarnahluti fyrir merkjaskiptingu, sameiningu eða leiðsögn, tekur á þessari áskorun í gegnum einstaka burðarhönnun, efnisval og rafsegulhagræðingu. Hér að neðan er ítarleg sundurliðun á því hvernig það nær litlum merkjatapi, sniðið að rekstrarkröfum mikilvægra kerfa.
Grundvallarhönnun: að takmarka rafsegulbylgjur til að lágmarka geislunartap
- Geislunstap-þar sem rafsegulorka sleppur frá tenginu í stað þess að dreifast eftir fyrirhugaðri braut-er aðal uppspretta merkjahnignunar í hefðbundnum íhlutum eins og örstrengstengi. Bylgjuleiðarahringstengilið útilokar þetta vandamál með því að nýta lokaða-bylgjuleiðara rúmfræði, sem heldur bylgjur í leiðandi efni. holrými.
- Dæmigerð bylgjuleiðarahringstengi samanstendur af hringlaga eða rétthyrndum málmhring með inntaks-/úttaksportum sem eru tengdir snertiflöt við hringinn. Ólíkt opnum míkróstripbyggingum virkar lokað málmhola bylgjuleiðarans sem rafsegulmagnaðir "ílát". innri vegg, frjálsar rafeindir í málminu endurraða til að hætta við rafsvið bylgjunnar við yfirborðið og endurspegla segulsviðið inn á við. Þetta skapar „stýrða“ útbreiðsluham þar sem orka er bundin við innra hluta holrúmsins.
- Í mikilvægum kerfum eins og ratsjá, þar sem merki starfa við há tíðni, er þessi lokun enn mikilvægari. Há-tíðnibylgjur hafa styttri bylgjulengdir og eru viðkvæmari fyrir geislun; lokuð uppbygging bylgjuleiðarans tryggir að yfir 99% af merkinu haldist innan tengisins, sem dregur verulega úr geisladapi samanborið við opin mannvirki.
Efni fínstilling: Draga úr leiðni og rafstraumstapi
Tvær aðrar lykiltapsaðferðir-leiðnistap og rafstraumstap-eru dregið úr með nákvæmu efnisvali, sérsniðið að rekstrarumhverfi tengisins.
Leiðnartap: Há-leiðnimálmar fyrir lágmarks hitaleiðni
- Innri veggir bylgjuleiðarahringsins eru gerðir úr há-hreinum,-leiðni málmum eins og súrefnis-lausum kopar, silfur-húðuðum kopar eða gull-húðuðum kopar. Þessi efni hafa afar lágt rafviðnám: til dæmis hefur OFC leiðni við ~58 MS/m. stofuhita, mun hærri en venjulegur kopar eða ál.
- Lágt viðnám lágmarkar Joule-hitun: þegar rafsegulbylgja breiðist út framkallar hún litla strauma í veggi bylgjuleiðarans. Há-leiðnimálmar leyfa þessum straumum að flæða með lágmarks orkutapi. Fyrir mikilvæg kerfi eins og gervihnattasvara er þetta mikilvægt: of mikill hiti gæti skemmt viðkvæma íhluti og lítið leiðartap tryggir bæði heilleika merkja og hitastöðugleika.
- Í erfiðu umhverfi bætir þunnt lag af gulli eða silfurhúðun við tæringarþol án þess að skerða leiðni-viðheldur enn frekar lítilli-tapafköstum yfir líftíma tengisins.
Rafmagnstap: loft-fyllt eða lítið-raafmagnstap
- Ólíkt míkróstriptengjum, sem treysta á rafdrifnu undirlagi til að styðja við bylgjuútbreiðslu, eru flestir bylgjuleiðarahringstenglar loft-fylltir. Loft hefur rafstuðul sem er ~1 og afar lágt tapsnerti, sem þýðir að það gleypir nánast enga rafsegulorku. Þetta útilokar rafstraumstap algjörlega-mikill kostur fyrir mikilvæg kerfi þar sem hvert desibel af merki skiptir máli.
- Í þéttum forritum, þar sem -fylltir bylgjuleiðarar gætu verið of stórir, notar tengibúnaðurinn lítið-tap rafræn efni. Þessi efni hafa 10–100 sinnum lægri tapsnerla en staðall FR-4, sem tryggir að raftap haldist undir 0,05 dB jafnvel á hátíðnisviðum.
Stillingarsamsvörun: Koma í veg fyrir innsetningartap frá bylgjuröskun
- Innsetningartap-merkisdeyfing milli inntaks- og úttaksportanna- stafar oft af ósamræmi í stillingu: þegar útbreiðsluhamur komandi bylgju er ekki í takt við hönnuð ham tengisins, sem leiðir til endurkasts eða bylgjudreifingar. Bylgjuleiðarahringstengið forðast þetta með nákvæmni ham verkfræði.
- Í fyrsta lagi eru stærð hringsins reiknuð til að styðja aðeins æskilegan útbreiðsluham á marktíðni. Til dæmis er hringlaga bylgjuleiðarahringur sem starfar á 10 GHz stærð þannig að aðeins TM₀₁ hamurinn breiðist út; hærri-stillingar eru „slökktar“ vegna þess að bylgjulengd þeirra fer yfir mikilvæga vídd hringsins. Þetta útilokar hamsamkeppni, þar sem margar stillingar myndu dreifa orku og auka innsetningartap.
- Í öðru lagi eru inntaks-/úttaksgáttirnar snertitengingar við hringinn, sem tryggir að komandi bylgjupörin komist mjúklega í æskilegan hátt. Tangential ports samræma rafsvið bylgjunnar við lögun hringsins, sem lágmarkar endurkast á tengi tengisins. Til dæmis, í 3-dB hringtengi eru tengin með 90 gráðu millibili í kringum hringinn sem fínstillir fasasambandið milli skiptra merkja á meðan innsetningartapi er haldið undir 0,3 dB.
Framleiðslunákvæmni: vikmörk sem varðveita litla-tapafköst
- Jafnvel lítil frávik frá hönnuðu rúmfræði geta truflað útbreiðslu öldu og aukið tap. Til að forðast þetta,bylgjuleiðarahringatengifyrir mikilvæg kerfi eru framleidd með þéttum vélrænum vikmörkum.
- Háþróuð tækni eins og tölvustýringarvinnsla eða rafmótun eru notuð til að búa til bylgjuleiðarholið. CNC vinnsla tryggir að innra yfirborð hringsins sé slétt, þar sem ójöfnur á yfirborði myndi dreifa há-tíðnibylgjum og auka leiðnistap. Rafmótun-þar sem málmlag er sett á nákvæmnismót-framleiðir óaðfinnanleg, samræmd holrúm sem eru tilvalin fyrir há-notkun.
- Eftir framleiðslu fer hver tengibúnaður í gegnum vektornetgreiningarprófun til að mæla innsetningartap, skilatap og einangrun. Aðeins einingar með innsetningartap < 0,5 dB eru samþykktar fyrir mikilvæg kerfi.
Niðurstaða
Thebylgjuleiðarahringstengitryggir lítið merkjatap með því að takast á við grunnorsakir niðurbrots: það notar lokaða rúmfræði til að koma í veg fyrir geislunartap, efni með mikla-leiðni/lítið-tap til að draga úr leiðni og rafstraumstapi, stillingarsamsvörun til að koma í veg fyrir innsetningartap frá bylgjuröskun og nákvæma framleiðslu til að varðveita þessar hagræðingar. Í mikilvægum kerfum-þar sem áreiðanleiki og merkiheilleiki eru ekki-viðræður- gera þessir eiginleikar það ómissandi. Hvort sem hægt er að gera skýrar gervihnattasamskipti, -ratsjárskynjun á langri drægni eða -háhraða sjóngagnaflutninga kleift, þá skilar lágt-taphönnun bylgjuleiðarahringstengisins sér beint í aukinn afköst kerfisins og seiglu.
Tilvísun
1.Lágt-tap bylgjuleiðaratengingartækni: Aðferðir og tækni til að ná skilvirkri orkuflutningi - CSDN safn.
2.Empírískar formúlur til að hanna gjá-Bylgjuleiðara Hybrid hringtengi.
3.Lágt tap rottakapphlaups í gap waveguide tækni.
4. Mæli með nokkrum hönnunartilfellum til að draga úr innsetningartapi RF hringrásargjafa.
5.Hönnun og frammistöðugreining á nýjum tvívíddar segulmagnískum kristalsfjórum-hafnarhringrás.
6.[SGM4553 Signal Integrity Enhancement Manual] : Afhjúpunartækni til að lágmarka merkjatap og rafsegultruflun.