مرشحات ممر الموجة الدليل الموجيهي نوع من أجهزة التردد اللاسلكي الرئيسية مع دليل موجي كهيكل أساسي. أدلة الموجات هي في الغالب تجاويف معدنية مجوفة يمكنها توصيل طاقة الموجات الدقيقة بكفاءة. يقوم هذا المرشح، عن طريق بنية الرنين داخل الدليل الموجي، باختيار وإرسال إشارات نطاقات تردد محددة بدقة مع خسارة منخفضة، مع قمع إشارات التداخل خارج-النطاق بشكل ملحوظ. ويتم استخدامه على نطاق واسع في-مجالات التردد العالي مثل الرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
الهيكل الأساسي ومبدأ العمل
الهيكل الأساسي لمرشح تمرير الموجة للدليل الموجييتكون عادةً من تجويف دليل موجي (مثل دليل موجي مستطيل) ومكونات مفاعلة (مثل الفواصل والمحاثات والمكثفات). يعتمد مبدأ عملها على الجمع بين خصائص الرنين لتجويف الرنين وتحويل المعاوقة:
- هيكل تجويف الرنين: يشكل تجويف الدليل الموجي (مثل الدليل الموجي المستطيل) تجويفًا رنينًا عند تردد محدد. يمكن التحكم في تردد الرنين عن طريق ضبط حجم التجويف (مثل الطول والعرض) أو إدخال مكونات المفاعلة (مثل الفواصل).
- تحويل المعاوقة والتصفية: تعمل مكونات المفاعلة (مثل المحاثات أو الفواصل أو المكثفات) كمحولات للممانعة، وتحول خصائص المعاوقة لدليل الموجة إلى تلك المناسبة للترشيح. على سبيل المثال، يمكن لفاصل الحث (القزحية) إدخال مفاعلة تحويلة لتشكيل استجابة ممر الموجة. من خلال تجاويف الرنين-المتتالية متعددة المراحل، يمكن للمرشح أن يحقق تثبيطًا أكثر انحدارًا-من-النطاق وخسارة إدخال منخفضة.
المكونات الرئيسية واعتبارات التصميم
- مكونات المفاعلة: يتم استخدام فواصل الحث (القزحية) أو المكثفات أو رقع الحث (المشاركات) لضبط المعاوقة وعرض النطاق الترددي. على سبيل المثال، يتحكم فاصل الحث في تردد الرنين وعرض النطاق الترددي عن طريق تغيير قيمة الحث. يمكن أيضًا استخدام المواد العازلة (مثل الحشوات العازلة) لتحقيق تحويل المعاوقة وتعديل عرض النطاق الترددي.
- تصميم تجويف الرنين: يمكن أن يؤدي تتالي تجاويف الرنين-المراحل المتعددة إلى تحقيق خصائص ترشيح أكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، من خلال تجاويف تجاويف الرنين المتعددة ومحولات المعاوقة، يمكن تحقيق انحدار أكثر في -من-النطاق ونطاق تمرير أوسع.
- المواد والتصنيع: يجب أن يأخذ اختيار مواد الدليل الموجي (مثل النحاس والألمنيوم) والمواد العازلة في الاعتبار فقدان التردد العالي ومطابقة المعاوقة. على سبيل المثال، يمكن لمواد الحشو العازلة تحسين مطابقة المعاوقة وعرض النطاق الترددي.
التصميم وتحسين الأداء
- عرض النطاق الترددي والقمع: من خلال ضبط حجم تجويف الرنين، ومعلمات المكونات التفاعلية، والبنية المتتالية، يمكن تحسين عرض النطاق الترددي وإيقاف-النطاق خارج-. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي تجاويف الرنين المتتالية-المراحل المتعددة إلى إخماد أكثر انحدارًا-من-النطاق.
- فقدان الإدراج والتحكم في الخسارة: تتميز مرشحات الدليل الموجي عادةً بفقد إدخال منخفض (على سبيل المثال، -0.5 ديسيبل) ونسبة رفض عالية (على سبيل المثال، أعلى من 15 ديسيبل). يجب موازنة أداء عرض النطاق الترددي والقمع في التصميم.
- مجالات التطبيق: تُستخدم مرشحات تمرير نطاق الدليل الموجي على نطاق واسع في اتصالات الموجات المليمترية-والرادار وأنظمة الترددات الراديوية وما إلى ذلك، وتحتاج إلى تلبية نطاقات تردد محددة (مثل 26.5-300 جيجا هرتز) ومؤشرات الأداء (مثل فقدان الإدخال ونسبة الرفض).
التحديات واتجاهات التنمية
- تعقيد التصنيع: المعالجة الدقيقة لمكونات المفاعلة والتصميم المتتالي لتجويفات الرنين متعددة المراحل- تفرض متطلبات عالية على عملية التصنيع.
- هياكل جديدة: تتضمن اتجاهات البحث استخدام هياكل جديدة مثل الأدلة الموجية الضوئية والبلورات الضوئية لتحقيق مرشحات أكثر إحكاما وعالية الأداء-.
خاتمة
مرشحات ممر الموجة الدليل الموجي تحقيق ترشيح انتقائي للغاية لنطاق تردد محدد من خلال الجمع بين تجاويف الرنين ومكونات المفاعلة وتحويل المعاوقة. يتضمن تصميمه اعتبارات شاملة لتحسين الهيكل واختيار المواد وعمليات التصنيع، ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات والترددات اللاسلكية ذات الترددات العالية-.
مرجع
1. مرشح تمرير الموجة للدليل الموجي. روزنبرغ UWE DIPL ING. [2025-01-01]
2. ميكانيكا مكونات الميكروويف. هاري اسكيلينن وآخرون.
3. نظرية وتصميم مرشحات الميكروويف. إيان هنتر. [2001]
4. جياشنج هونغ. "مرشحات Microstrip لتطبيقات الترددات اللاسلكية/الميكروويف."
5. كومودور الخاص بك [1991-09]
6. مرشح ممر الموجة القزحية للدليل الموجي
7. البرنامج التعليمي للدليل الموجي[2011/01/01]
8. بيرس 2010 شيان[2010/03/22]
9. مكونات الدليل الموجي[2024-01-01]
10. الجريدة الرسمية لمكتب براءات الاختراع. مكتب براءات الاختراع. [2015/07/08]
11.مرشحات شبكة الدليل الموجي الطويلة-قابلة للضبط على نطاق واسع. كين سينغ وآخرون.
12. تعد مرشحات تمرير النطاق مكونًا حاسمًا في العديد من الأجهزة البصرية[2022-06-10]
13.بيرس 2014 قوانغتشو. أكاديمية الكهرومغناطيسية. [2014/08/25]
14. الابن ر. ويندروم. "مرشحات الموجات الدقيقة، والممانعة-المتوافقة مع الشبكات، وهياكل الاقتران." [1965/07/01]
15. دليل تطبيق Agilent 8800 ICP-QQQ. فرانك فانهايكي.
16. الإجراءات المجلد 2: WPMC-2015[2015-12-13]
17. مرشح تمرير الموجة للدليل الموجي القابل للضبط. شركة ار سي ايه. [2024-01-01]