Conas meaitseáil impedance treoraithe tonnta a bhaint amach? Ó theoiric na líne tarchuir i dteoiric antenna micristiallacha, tá a fhios againn gur féidir línte tarchuir sraithe nó comhthreomhara cuí a roghnú chun meaitseáil impedance a bhaint amach idir línte tarchuir nó idir línte tarchuir agus ualaí chun an tarchur cumhachta uasta agus an caillteanas frithchaite íosta a bhaint amach. Baineann an prionsabal céanna maidir le meaitseáil impedance i línte micristiallacha le meaitseáil impedance i dtonntreoraithe. Is féidir le machnaimh i gcórais tonntreoraithe neamh-mheaitseálacha impedance a bheith mar thoradh orthu. Nuair a tharlaíonn meath impedance, is é an réiteach céanna agus atá i gcás línte tarchuir, is é sin, an luach riachtanach a athrú. Cuirtear an impedance cnapánach ag pointí réamh-ríofa sa tonntreoraí chun an neamh-mheaitseáil a shárú, rud a chuireann deireadh le héifeachtaí na bhfrithchaite. Cé go n-úsáideann línte tarchuir impedances cnapánacha nó stubaí, úsáideann tonntreoraithe bloic miotail de chruthanna éagsúla.
figiúr 1: Irisí treorach tonnta agus ciorcad coibhéiseach, (a) Toilleasach; (b) ionduchtach; (c) athshondach.
Taispeánann Fíor 1 na cineálacha éagsúla meaitseáil impedance, ag glacadh aon cheann de na foirmeacha a thaispeántar agus is féidir leis a bheith toilleasach, ionduchtach nó athshondach. Tá an anailís mhatamaiticiúil casta, ach níl an míniú fisiceach casta. Agus an chéad stiall miotail toilleasach sa fhigiúr á breithniú, is féidir a fheiceáil go bhfuil an poitéinseal a bhí ann idir ballaí uachtaracha agus íochtaracha an treoraí tonnta (sa mhodh ceannasach) ann anois idir an dá dhromchla miotail atá níos gaire dá chéile, mar sin méadaíonn an toilleas. I gcodarsnacht leis sin, ligeann an bloc miotail i bhFíor 1b don sruth sreabhadh san áit nach raibh sé ag sreabhadh roimhe seo. Beidh sreabhadh reatha sa phlána réimse leictrigh feabhsaithe roimhe seo mar gheall ar an mbloc miotail a chur leis. Dá bhrí sin, tarlaíonn stóráil fuinnimh sa réimse maighnéadach agus méadaíonn an ionduchtas ag an bpointe sin den treoraí tonnta. Ina theannta sin, má dhéantar cruth agus suíomh an fháinne miotail i bhFíor c a dhearadh go réasúnta, beidh an imoibríocht ionduchtach agus an imoibríocht toilleasach a thugtar isteach cothrom, agus beidh an oscailt athshondach comhthreomhar. Ciallaíonn sé seo go bhfuil meaitseáil agus tiúnáil impedance an phríomhmhóid an-mhaith, agus go mbeidh éifeacht shuntála an mhodha seo neamhbhríoch. Mar sin féin, maolófar modhanna nó minicíochtaí eile, mar sin feidhmíonn an fáinne miotail athshondach mar scagaire pasbhanda agus mar scagaire mód araon.
figiúr 2:(a) cuaillí treorach tonnta;(b) meaitseálaí dhá scriú
Taispeántar bealach eile chun tiúnáil a dhéanamh thuas, áit a síneann post miotail sorcóireach ó cheann de na taobhanna leathana isteach sa treoirthonn, agus an éifeacht chéanna aige le stiall miotail i dtéarmaí imoibríocht chnapánach a sholáthar ag an bpointe sin. Is féidir leis an bpost miotail a bheith toilleasach nó ionduchtach, ag brath ar cé chomh fada agus a shíneann sé isteach sa treoirthonn. Go bunúsach, is é an modh meaitseála seo ná nuair a shíneann colún miotail den sórt sin beagán isteach sa treoirthonn, soláthraíonn sé glactha toilleasach ag an bpointe sin, agus méadaíonn an glactha toilleasach go dtí go bhfuil an treá thart ar cheathrú tonnfhad. Ag an bpointe seo, tarlaíonn athshondas sraitheach. Mar thoradh ar threá breise an phoist miotail, soláthraítear glactha ionduchtach a laghdaíonn de réir mar a bhíonn an t-ionchur níos críochnúla. Tá déine an athshondais ag an suiteáil lárphointe comhréireach inbhéartach le trastomhas an cholúin agus is féidir é a úsáid mar scagaire, ach sa chás seo úsáidtear é mar scagaire stad banna chun modhanna d'ord níos airde a tharchur. I gcomparáid le méadú ar bhac stiallacha miotail, is buntáiste mór a bhaineann le poist miotail a úsáid ná go bhfuil siad éasca le coigeartú. Mar shampla, is féidir dhá scriú a úsáid mar fheistí tiúnála chun meaitseáil éifeachtach treoirthonn a bhaint amach.
Ualaí frithsheasmhacha agus maolaitheoirí:
Cosúil le haon chóras tarchurtha eile, bíonn gá le meaitseáil impedance foirfe agus ualaí tiúnta ó threoraithe tonnta uaireanta chun tonnta isteach a ionsú go hiomlán gan machnamh agus gan a bheith íogair ó thaobh minicíochta de. Feidhmchlár amháin do chríochfoirt den sórt sin is ea tomhais chumhachta éagsúla a dhéanamh ar an gcóras gan aon chumhacht a radaíocht i ndáiríre.
figiúr 3 friotaíocht treorach tonnta ualach (a) barrchaolú aonair (b) barrchaolú dúbailte
Is é an críochfort frithsheasmhach is coitianta ná cuid de thréleictreach caillteanach atá suiteáilte ag deireadh an treoraí tonnta agus atá barrchaolaithe (leis an rinn dírithe i dtreo na tonnta isteach) chun nach gcuirfí frithchaitheamh faoi deara. Féadfaidh an meán caillteanach seo leithead iomlán an treoraí tonnta a líonadh, nó féadfaidh sé lár dheireadh an treoraí tonnta amháin a líonadh, mar a thaispeántar i bhFíor 3. Is féidir leis an mbarrchaolú a bheith ina bharrchaolú aonair nó dúbailte agus de ghnáth bíonn fad λp/2 aige, le fad iomlán de thart ar dhá thonnfhad. De ghnáth déanta as plátaí tréleictreacha amhail gloine, atá brataithe le scannán carbóin nó gloine uisce ar an taobh amuigh. I gcás feidhmchlár ardchumhachta, is féidir doirteal teasa a chur leis na críochfoirt sin ar thaobh amuigh an treoraí tonnta, agus is féidir an chumhacht a sheachadtar chuig an gcríochfort a scaipeadh tríd an doirteal teasa nó trí fhuarú aeir éigeantach.
figiúr 4 Maolaitheoir eite shochorraithe
Is féidir maolaitheoirí tréleictreacha a dhéanamh inbhainte mar a thaispeántar i bhFíor 4. Nuair a chuirtear i lár an treoraí tonnta iad, is féidir iad a bhogadh go cliathánach ó lár an treoraí tonnta, áit a soláthróidh sé an maolú is mó, go dtí na himill, áit a laghdaítear an maolú go mór ós rud é go bhfuil neart an réimse leictrigh den mhodh ceannasach i bhfad níos ísle.
Maolú sa treoirthonn:
Áirítear na gnéithe seo a leanas den chuid is mó i maolú fuinnimh threoraithe tonnta:
1. Frithchaitheamh ó neamhleanúnachas inmheánach treorach tonnta nó ó rannóga treorach tonnta mí-ailínithe
2. Caillteanais de bharr srutha ag sreabhadh i mballaí treorach tonnta
3. Caillteanais tréleictreacha i dtreoirthonnta líonta
Tá an dá cheann dheireanacha cosúil leis na caillteanais chomhfhreagracha i línte comhaiseacha agus tá siad araon sách beag. Braitheann an caillteanas seo ar ábhar an bhalla agus a gharbhacht, an tréleictreach a úsáidtear agus an mhinicíocht (mar gheall ar an éifeacht craicinn). I gcás ducht práis, tá an raon ó 4 dB/100m ag 5 GHz go 12 dB/100m ag 10 GHz, ach i gcás ducht alúmanaim, tá an raon níos ísle. I gcás treoraithe tonn atá brataithe le hairgead, is gnách go mbíonn na caillteanais 8dB/100m ag 35 GHz, 30dB/100m ag 70 GHz, agus gar do 500 dB/100m ag 200 GHz. Chun caillteanais a laghdú, go háirithe ag na minicíochtaí is airde, uaireanta déantar treoraithe tonn a phlátáil (go hinmheánach) le hór nó platanam.
Mar a luadh cheana, feidhmíonn an treoirthonn mar scagaire ardphas. Cé nach bhfuil mórán caillteanais ag baint leis an treoirthonn féin, bíonn minicíochtaí faoi bhun na minicíochta scoirthe maolaithe go mór. Is mar gheall ar fhrithchaitheamh ag béal an treoirthonnta seachas ar iomadú atá an maolú seo.
Cúpláil tonntreorach:
De ghnáth, tarlaíonn cúpláil treorach tonnta trí fhléasáin nuair a chuirtear píosaí nó comhpháirteanna treorach tonnta le chéile. Is é feidhm an fhléasáin seo nasc meicniúil réidh agus airíonna leictreacha oiriúnacha a chinntiú, go háirithe radaíocht sheachtrach íseal agus frithchaitheamh inmheánach íseal.
Flange:
Úsáidtear flanse tonntreorach go forleathan i gcumarsáid micreathonnta, i gcórais radair, i gcumarsáid satailíte, i gcórais antenna, agus i dtrealamh saotharlainne i dtaighde eolaíoch. Úsáidtear iad chun codanna éagsúla den tonntreorach a nascadh, chun cosc a chur ar sceitheadh agus cur isteach, agus chun ailíniú beacht an tonntreorach a choinneáil chun tarchur iontaofa ard agus suíomh beacht tonnta leictreamaighnéadacha minicíochta a chinntiú. Bíonn flanse ag gach ceann de ghnáththonntreorach, mar a thaispeántar i bhFíor 5.
figiúr 5 (a) flanse simplí; (b) cúpláil flanse.
Ag minicíochtaí níos ísle, déanfar an flanse a tháthú nó a bhairriú leis an treoirthonn, agus ag minicíochtaí níos airde úsáidtear flanse cothrom butt. Nuair a chuirtear dhá chuid le chéile, boltaítear na flanse le chéile, ach ní mór na foircinn a chríochnú go réidh chun neamhleanúnachas sa nasc a sheachaint. Is léir go bhfuil sé níos éasca na comhpháirteanna a ailíniú i gceart le roinnt coigeartuithe, mar sin bíonn flanse snáithithe feistithe ar threoraithe tonn níos lú uaireanta ar féidir iad a scriú le chéile le cnó fáinne. De réir mar a mhéadaíonn an mhinicíocht, laghdaíonn méid cúplála an treoirthonn go nádúrtha, agus éiríonn an neamhleanúnachas cúplála níos mó i gcomhréir le tonnfhad an chomhartha agus méid an treoirthonn. Dá bhrí sin, bíonn neamhleanúnachas ag minicíochtaí níos airde níos trioblóidí.
figiúr 6 (a) Trasghearradh de chúpláil tachtaithe; (b) radharc deiridh den fhlange tachtaithe
Chun an fhadhb seo a réiteach, is féidir bearna bheag a fhágáil idir na treoraithe tonnta, mar a thaispeántar i bhFíor 6. Cúpláil tachtaithe ina bhfuil gnáth-flange agus flange tachtaithe ceangailte le chéile. Chun cúiteamh a dhéanamh ar neamhleanúnachas féideartha, úsáidtear fáinne tachtaithe ciorclach le trasghearradh L-chruthach san fhlange tachtaithe chun nasc níos doichte a bhaint amach. Murab ionann agus gnáth-flanges, bíonn flanges tachtaithe íogair ó thaobh minicíochta de, ach is féidir le dearadh optamaithe bandaleithead réasúnta (b'fhéidir 10% den mhinicíocht lárnach) a chinntiú nach sáraíonn an SWR 1.05 thar a bheith.
Am an phoist: 15 Eanáir 2024
