వేవ్‌గైడ్‌ల ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను ఎలా సాధించాలి? మైక్రోస్ట్రిప్ యాంటెన్నా సిద్ధాంతంలోని ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ సిద్ధాంతం నుండి, గరిష్ట విద్యుత్ ట్రాన్స్‌మిషన్ మరియు కనీస ప్రతిబింబ నష్టాన్ని సాధించడానికి ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ల మధ్య లేదా ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు మరియు లోడ్‌ల మధ్య ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను సాధించడానికి తగిన సిరీస్ లేదా సమాంతర ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌లను ఎంచుకోవచ్చని మనకు తెలుసు. మైక్రోస్ట్రిప్ లైన్లలో ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ యొక్క అదే సూత్రం వేవ్‌గైడ్‌లలో ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌కు వర్తిస్తుంది. వేవ్‌గైడ్ సిస్టమ్‌లలో రిఫ్లెక్షన్‌లు ఇంపెడెన్స్ అసమతుల్యతలకు దారితీయవచ్చు. ఇంపెడెన్స్ క్షీణత సంభవించినప్పుడు, పరిష్కారం ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, అంటే, అవసరమైన విలువను మార్చడం లంప్డ్ ఇంపెడెన్స్‌ను వేవ్‌గైడ్‌లోని ముందుగా లెక్కించిన పాయింట్ల వద్ద ఉంచబడుతుంది, తద్వారా రిఫ్లెక్షన్‌ల ప్రభావాలను తొలగిస్తుంది. ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు లంప్డ్ ఇంపెడెన్స్‌లు లేదా స్టబ్‌లను ఉపయోగిస్తుండగా, వేవ్‌గైడ్‌లు వివిధ ఆకారాల మెటల్ బ్లాక్‌లను ఉపయోగిస్తాయి.
ఫిగర్ 1: వేవ్‌గైడ్ ఐరిస్‌లు మరియు సమానమైన సర్క్యూట్, (ఎ) కెపాసిటివ్; (బి) ఇండక్టివ్; (సి) రెసొనెంట్.
చిత్రం 1 వివిధ రకాల ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను చూపిస్తుంది, చూపిన ఏవైనా రూపాలను తీసుకుంటుంది మరియు కెపాసిటివ్, ఇండక్టివ్ లేదా రెసొనెంట్ కావచ్చు. గణిత విశ్లేషణ సంక్లిష్టమైనది, కానీ భౌతిక వివరణ కాదు. చిత్రంలో మొదటి కెపాసిటివ్ మెటల్ స్ట్రిప్‌ను పరిశీలిస్తే, వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ గోడల మధ్య (డామినెంట్ మోడ్‌లో) ఉన్న పొటెన్షియల్ ఇప్పుడు రెండు మెటల్ ఉపరితలాల మధ్య దగ్గరగా ఉందని చూడవచ్చు, కాబట్టి కెపాసిటెన్స్ పాయింట్ పెరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, చిత్రం 1b లోని మెటల్ బ్లాక్ ఇంతకు ముందు ప్రవహించని చోట కరెంట్ ప్రవహించడానికి అనుమతిస్తుంది. మెటల్ బ్లాక్‌ను జోడించడం వల్ల గతంలో మెరుగుపరచబడిన విద్యుత్ క్షేత్ర సమతలంలో కరెంట్ ప్రవాహం ఉంటుంది. అందువల్ల, అయస్కాంత క్షేత్రంలో శక్తి నిల్వ జరుగుతుంది మరియు వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఆ పాయింట్ వద్ద ఇండక్టెన్స్ పెరుగుతుంది. అదనంగా, చిత్రం c లోని మెటల్ రింగ్ యొక్క ఆకారం మరియు స్థానం సహేతుకంగా రూపొందించబడితే, ప్రవేశపెట్టిన ఇండక్టివ్ రియాక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ సమానంగా ఉంటాయి మరియు అపెర్చర్ సమాంతర ప్రతిధ్వనిగా ఉంటుంది. దీని అర్థం ప్రధాన మోడ్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ మరియు ట్యూనింగ్ చాలా బాగుంది మరియు ఈ మోడ్ యొక్క షంటింగ్ ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అయితే, ఇతర మోడ్‌లు లేదా ఫ్రీక్వెన్సీలు అటెన్యూయేట్ చేయబడతాయి, కాబట్టి రెసొనెంట్ మెటల్ రింగ్ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ మరియు మోడ్ ఫిల్టర్ రెండింటిలోనూ పనిచేస్తుంది.
ఫిగర్ 2:(ఎ)వేవ్‌గైడ్ పోస్ట్‌లు;(బి)టూ-స్క్రూ మ్యాచర్
ట్యూన్ చేయడానికి మరొక మార్గం పైన చూపబడింది, ఇక్కడ ఒక స్థూపాకార మెటల్ పోస్ట్ వెడల్పు వైపులలో ఒకదాని నుండి వేవ్‌గైడ్‌లోకి విస్తరించి, ఆ సమయంలో లంప్డ్ రియాక్టెన్స్‌ను అందించడంలో మెటల్ స్ట్రిప్ వలె అదే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మెటల్ పోస్ట్ వేవ్‌గైడ్‌లోకి ఎంత దూరం విస్తరించిందనే దానిపై ఆధారపడి కెపాసిటివ్ లేదా ఇండక్టివ్ కావచ్చు. ముఖ్యంగా, ఈ సరిపోలిక పద్ధతి ఏమిటంటే, అటువంటి మెటల్ స్తంభం వేవ్‌గైడ్‌లోకి కొద్దిగా విస్తరించినప్పుడు, అది ఆ సమయంలో కెపాసిటివ్ ససెప్టెన్స్‌ను అందిస్తుంది మరియు చొచ్చుకుపోవడం తరంగదైర్ఘ్యంలో పావు వంతు వరకు కెపాసిటివ్ ససెప్టెన్స్ పెరుగుతుంది, ఈ సమయంలో, సిరీస్ రెసొనెన్స్ సంభవిస్తుంది. మెటల్ పోస్ట్ యొక్క మరింత చొచ్చుకుపోవడం వలన ఇండక్టివ్ ససెప్టెన్స్ అందించబడుతుంది, ఇది చొప్పించడం మరింత పూర్తి అయినప్పుడు తగ్గుతుంది. మిడ్‌పాయింట్ ఇన్‌స్టాలేషన్ వద్ద రెసొనెన్స్ తీవ్రత కాలమ్ యొక్క వ్యాసానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, అయితే, ఈ సందర్భంలో దీనిని అధిక ఆర్డర్ మోడ్‌లను ప్రసారం చేయడానికి బ్యాండ్ స్టాప్ ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగిస్తారు. మెటల్ స్ట్రిప్‌ల ఇంపెడెన్స్‌ను పెంచడంతో పోలిస్తే, మెటల్ పోస్ట్‌లను ఉపయోగించడం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే వాటిని సర్దుబాటు చేయడం సులభం. ఉదాహరణకు, సమర్థవంతమైన వేవ్‌గైడ్ మ్యాచింగ్‌ను సాధించడానికి రెండు స్క్రూలను ట్యూనింగ్ పరికరాలుగా ఉపయోగించవచ్చు.
రెసిస్టివ్ లోడ్లు మరియు అటెన్యూయేటర్లు:
ఏదైనా ఇతర ప్రసార వ్యవస్థ మాదిరిగానే, వేవ్‌గైడ్‌లకు ప్రతిబింబం లేకుండా ఇన్‌కమింగ్ తరంగాలను పూర్తిగా గ్రహించడానికి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్‌సెన్సిటివ్‌గా ఉండటానికి కొన్నిసార్లు పరిపూర్ణ ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ మరియు ట్యూన్ చేయబడిన లోడ్లు అవసరం. అటువంటి టెర్మినల్స్ కోసం ఒక అప్లికేషన్ ఏమిటంటే, వాస్తవానికి ఎటువంటి శక్తిని ప్రసరింపజేయకుండా సిస్టమ్‌పై వివిధ శక్తి కొలతలు చేయడం.
ఫిగర్ 3 వేవ్‌గైడ్ రెసిస్టెన్స్ లోడ్(ఎ)సింగిల్ టేపర్(బి)డబుల్ టేపర్
అత్యంత సాధారణ రెసిస్టివ్ టెర్మినేషన్ అనేది వేవ్‌గైడ్ చివరన ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన లాసీ డైఎలెక్ట్రిక్ యొక్క ఒక విభాగం మరియు ప్రతిబింబాలు రాకుండా టేపర్ చేయబడింది (చిట్ ఇన్‌కమింగ్ వేవ్ వైపు చూపబడుతుంది). ఈ లాసీ మాధ్యమం వేవ్‌గైడ్ యొక్క మొత్తం వెడల్పును ఆక్రమించవచ్చు లేదా ఇది వేవ్‌గైడ్ చివర మధ్యలో మాత్రమే ఆక్రమించవచ్చు, చిత్రం 3లో చూపిన విధంగా. టేపర్ సింగిల్ లేదా డబుల్ టేపర్‌గా ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా λp/2 పొడవు ఉంటుంది, మొత్తం పొడవు సుమారు రెండు తరంగదైర్ఘ్యాలు ఉంటాయి. సాధారణంగా గాజు వంటి డైఎలెక్ట్రిక్ ప్లేట్‌లతో తయారు చేయబడుతుంది, బయట కార్బన్ ఫిల్మ్ లేదా వాటర్ గ్లాస్‌తో పూత పూయబడుతుంది. అధిక-శక్తి అనువర్తనాల కోసం, అటువంటి టెర్మినల్స్ వేవ్‌గైడ్ వెలుపల హీట్ సింక్‌లను జోడించవచ్చు మరియు టెర్మినల్‌కు పంపిణీ చేయబడిన శక్తిని హీట్ సింక్ ద్వారా లేదా బలవంతంగా గాలి శీతలీకరణ ద్వారా వెదజల్లవచ్చు.
ఫిగర్ 4 మూవబుల్ వేన్ అటెన్యుయేటర్
చిత్రం 4లో చూపిన విధంగా డైఎలెక్ట్రిక్ అటెన్యూయేటర్‌లను తొలగించగలిగేలా చేయవచ్చు. వేవ్‌గైడ్ మధ్యలో ఉంచినట్లయితే, దానిని వేవ్‌గైడ్ మధ్య నుండి పార్శ్వంగా తరలించవచ్చు, ఇక్కడ అది అత్యధిక అటెన్యుయేషన్‌ను అందిస్తుంది, అంచులకు, ఆధిపత్య మోడ్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర బలం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున అటెన్యుయేషన్ బాగా తగ్గుతుంది.
వేవ్‌గైడ్‌లో అటెన్యుయేషన్:
వేవ్‌గైడ్‌ల శక్తి క్షీణత ప్రధానంగా ఈ క్రింది అంశాలను కలిగి ఉంటుంది:
1. అంతర్గత వేవ్‌గైడ్ నిలిపివేతలు లేదా తప్పుగా అమర్చబడిన వేవ్‌గైడ్ విభాగాల నుండి ప్రతిబింబాలు
2. వేవ్‌గైడ్ గోడలలో ప్రవహించే కరెంట్ వల్ల కలిగే నష్టాలు
3. నిండిన వేవ్‌గైడ్‌లలో విద్యుద్వాహక నష్టాలు
చివరి రెండు కోక్సియల్ లైన్లలో సంబంధిత నష్టాలను పోలి ఉంటాయి మరియు రెండూ సాపేక్షంగా చిన్నవి. ఈ నష్టం గోడ పదార్థం మరియు దాని కరుకుదనం, ఉపయోగించిన డైఎలెక్ట్రిక్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ (స్కిన్ ఎఫెక్ట్ కారణంగా)పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇత్తడి కండ్యూట్ కోసం, పరిధి 5 GHz వద్ద 4 dB/100m నుండి 10 GHz వద్ద 12 dB/100m వరకు ఉంటుంది, కానీ అల్యూమినియం కండ్యూట్ కోసం, పరిధి తక్కువగా ఉంటుంది. వెండి-పూతతో కూడిన వేవ్‌గైడ్‌ల కోసం, నష్టాలు సాధారణంగా 35 GHz వద్ద 8dB/100m, 70 GHz వద్ద 30dB/100m మరియు 200 GHz వద్ద 500 dB/100m దగ్గరగా ఉంటాయి. నష్టాలను తగ్గించడానికి, ముఖ్యంగా అత్యధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, వేవ్‌గైడ్‌లు కొన్నిసార్లు (అంతర్గతంగా) బంగారం లేదా ప్లాటినంతో పూత పూయబడతాయి.
ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, వేవ్‌గైడ్ హై-పాస్ ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది. వేవ్‌గైడ్ వాస్తవంగా నష్టం లేకుండా ఉన్నప్పటికీ, కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలు తీవ్రంగా అటెన్యుయేటెడ్ అవుతాయి. ఈ అటెన్యుయేషన్ ప్రచారం కంటే వేవ్‌గైడ్ నోటి వద్ద ప్రతిబింబం వల్ల వస్తుంది.
వేవ్‌గైడ్ కలపడం:
వేవ్‌గైడ్ ముక్కలు లేదా భాగాలు ఒకదానితో ఒకటి కలిసినప్పుడు వేవ్‌గైడ్ కలపడం సాధారణంగా అంచుల ద్వారా జరుగుతుంది. ఈ ఫ్లాంజ్ యొక్క విధి మృదువైన యాంత్రిక కనెక్షన్ మరియు తగిన విద్యుత్ లక్షణాలను నిర్ధారించడం, ముఖ్యంగా తక్కువ బాహ్య రేడియేషన్ మరియు తక్కువ అంతర్గత ప్రతిబింబం.
అంచు:
శాస్త్రీయ పరిశోధనలో మైక్రోవేవ్ కమ్యూనికేషన్స్, రాడార్ సిస్టమ్స్, శాటిలైట్ కమ్యూనికేషన్స్, యాంటెన్నా సిస్టమ్స్ మరియు ప్రయోగశాల పరికరాలలో వేవ్‌గైడ్ ఫ్లాంజ్‌లను విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. వివిధ వేవ్‌గైడ్ విభాగాలను అనుసంధానించడానికి, లీకేజ్ మరియు జోక్యం నిరోధించబడిందని నిర్ధారించడానికి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుదయస్కాంత తరంగాల యొక్క అధిక విశ్వసనీయ ప్రసారం మరియు ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని నిర్ధారించడానికి వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఖచ్చితమైన అమరికను నిర్వహించడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు. చిత్రం 5లో చూపిన విధంగా, ఒక సాధారణ వేవ్‌గైడ్ ప్రతి చివరన ఒక ఫ్లాంజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది.
ఫిగర్ 5 (ఎ) ప్లెయిన్ ఫ్లాంజ్; (బి) ఫ్లాంజ్ కలపడం.
తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద ఫ్లాంజ్‌ను వేవ్‌గైడ్‌కు బ్రేజ్ చేస్తారు లేదా వెల్డింగ్ చేస్తారు, అయితే అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఫ్లాటర్ బట్ ఫ్లాట్ ఫ్లాంజ్ ఉపయోగించబడుతుంది. రెండు భాగాలు కలిపినప్పుడు, ఫ్లాంజ్‌లు కలిసి బోల్ట్ చేయబడతాయి, కానీ కనెక్షన్‌లో నిరంతరాయాలను నివారించడానికి చివరలను సజావుగా పూర్తి చేయాలి. కొన్ని సర్దుబాట్లతో భాగాలను సరిగ్గా సమలేఖనం చేయడం స్పష్టంగా సులభం, కాబట్టి చిన్న వేవ్‌గైడ్‌లు కొన్నిసార్లు రింగ్ నట్‌తో స్క్రూ చేయగల థ్రెడ్ ఫ్లాంజ్‌లతో అమర్చబడి ఉంటాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ, వేవ్‌గైడ్ కలపడం పరిమాణం సహజంగా తగ్గుతుంది మరియు సిగ్నల్ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు వేవ్‌గైడ్ పరిమాణానికి అనుగుణంగా కప్లింగ్ నిరంతరత పెద్దదిగా మారుతుంది. అందువల్ల, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద నిరంతరతలు మరింత సమస్యాత్మకంగా మారతాయి.
ఫిగర్ 6 (ఎ) చోక్ కప్లింగ్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్; (బి) చోక్ ఫ్లాంజ్ యొక్క చివరి వీక్షణ
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, వేవ్‌గైడ్‌ల మధ్య ఒక చిన్న ఖాళీని వదిలివేయవచ్చు, ఇది చిత్రం 6లో చూపబడింది. సాధారణ ఫ్లాంజ్ మరియు చౌక్ ఫ్లాంజ్‌తో కూడిన చౌక్ కప్లింగ్ కలిసి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. సాధ్యమయ్యే విరామాలను భర్తీ చేయడానికి, గట్టి ఫిట్టింగ్ కనెక్షన్‌ను సాధించడానికి చౌక్ ఫ్లాంజ్‌లో L-ఆకారపు క్రాస్-సెక్షన్‌తో వృత్తాకార చౌక్ రింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణ అంచుల మాదిరిగా కాకుండా, చౌక్ ఫ్లాంజ్‌లు ఫ్రీక్వెన్సీ సెన్సిటివ్‌గా ఉంటాయి, కానీ ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన డిజైన్ సహేతుకమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ (బహుశా సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీలో 10%)ని నిర్ధారించగలదు, దానిపై SWR 1.05 మించదు.
పోస్ట్ సమయం: జనవరి-15-2024
