వేవ్‌గైడ్‌ల ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను ఎలా సాధించాలి? మైక్రోస్ట్రిప్ యాంటెన్నా సిద్ధాంతంలోని ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ సిద్ధాంతం నుండి, గరిష్ట పవర్ ట్రాన్స్‌మిషన్ మరియు కనిష్ట ప్రతిబింబ నష్టాన్ని సాధించడానికి ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ల మధ్య లేదా ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు మరియు లోడ్‌ల మధ్య ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను సాధించడానికి తగిన సిరీస్ లేదా సమాంతర ప్రసార మార్గాలను ఎంచుకోవచ్చని మాకు తెలుసు. మైక్రోస్ట్రిప్ లైన్‌లలో ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ యొక్క అదే సూత్రం వేవ్‌గైడ్‌లలో ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌కు వర్తిస్తుంది. వేవ్‌గైడ్ సిస్టమ్‌లలోని ప్రతిబింబాలు ఇంపెడెన్స్ అసమతుల్యతకు దారితీయవచ్చు. ఇంపెడెన్స్ క్షీణత సంభవించినప్పుడు, పరిష్కారం ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, అంటే, అవసరమైన విలువను మార్చడం అసమతుల్యతను అధిగమించడానికి వేవ్‌గైడ్‌లో ముందుగా లెక్కించిన పాయింట్ల వద్ద లంప్డ్ ఇంపెడెన్స్ ఉంచబడుతుంది, తద్వారా ప్రతిబింబాల ప్రభావాలను తొలగిస్తుంది. ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్లు లంప్డ్ ఇంపెడెన్స్ లేదా స్టబ్‌లను ఉపయోగిస్తుండగా, వేవ్‌గైడ్‌లు వివిధ ఆకృతుల మెటల్ బ్లాక్‌లను ఉపయోగిస్తాయి.
ఫిగర్ 1:వేవ్‌గైడ్ కనుపాపలు మరియు సమానమైన సర్క్యూట్,(ఎ)కెపాసిటివ్;(బి)ఇండక్టివ్;(సి)రెసోనెంట్.
మూర్తి 1 వివిధ రకాల ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్‌ను చూపుతుంది, చూపిన ఫారమ్‌లలో దేనినైనా 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 ఉన్న సంభావ్యత (ఆధిపత్య మోడ్‌లో) ఇప్పుడు రెండు లోహ ఉపరితలాల మధ్య దగ్గరగా ఉన్నట్లు చూడవచ్చు, కాబట్టి కెపాసిటెన్స్ ది పాయింట్ పెరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, మూర్తి 1b లోని మెటల్ బ్లాక్ కరెంట్ ఇంతకు ముందు ప్రవహించని చోట ప్రవహిస్తుంది. మెటల్ బ్లాక్‌ను జోడించడం వల్ల గతంలో మెరుగుపరచబడిన ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ప్లేన్‌లో ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉంటుంది. అందువల్ల, శక్తి నిల్వ అయస్కాంత క్షేత్రంలో సంభవిస్తుంది మరియు వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఆ సమయంలో ఇండక్టెన్స్ పెరుగుతుంది. అదనంగా, ఫిగర్ సిలో మెటల్ రింగ్ యొక్క ఆకారం మరియు స్థానం సహేతుకంగా రూపొందించబడినట్లయితే, ప్రవేశపెట్టిన ప్రేరక ప్రతిచర్య మరియు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ సమానంగా ఉంటాయి మరియు ఎపర్చరు సమాంతర ప్రతిధ్వనిగా ఉంటుంది. దీని అర్థం మెయిన్ మోడ్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ మరియు ట్యూనింగ్ చాలా బాగుంది మరియు ఈ మోడ్ యొక్క షంటింగ్ ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఇతర మోడ్‌లు లేదా పౌనఃపున్యాలు అటెన్యూయేట్ చేయబడతాయి, కాబట్టి ప్రతిధ్వని మెటల్ రింగ్ బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్ మరియు మోడ్ ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది.
ఫిగర్ 2:(ఎ)వేవ్‌గైడ్ పోస్ట్‌లు;(బి)టూ-స్క్రూ మ్యాచర్
ట్యూన్ చేయడానికి మరొక మార్గం పైన చూపబడింది, ఇక్కడ ఒక స్థూపాకార మెటల్ పోస్ట్ విస్తృత వైపు నుండి వేవ్‌గైడ్‌లోకి విస్తరించి ఉంటుంది, ఆ సమయంలో లంప్డ్ రియాక్టెన్స్‌ను అందించే విషయంలో మెటల్ స్ట్రిప్ వలె అదే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మెటల్ పోస్ట్ కెపాసిటివ్ లేదా ఇండక్టివ్‌గా ఉంటుంది, ఇది వేవ్‌గైడ్‌లోకి ఎంత వరకు విస్తరించి ఉంటుంది అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, ఈ మ్యాచింగ్ పద్ధతి ఏమిటంటే, అటువంటి లోహపు స్తంభం వేవ్‌గైడ్‌లోకి కొద్దిగా విస్తరించినప్పుడు, అది ఆ సమయంలో కెపాసిటివ్ ససెప్టెన్స్‌ను అందిస్తుంది మరియు చొచ్చుకుపోయేంత వరకు కెపాసిటివ్ ససెప్టెన్స్ పెరుగుతుంది, ఈ సమయంలో, సిరీస్ ప్రతిధ్వని సంభవిస్తుంది . లోహపు పోస్ట్‌ని మరింతగా చొచ్చుకుపోవటం వలన ఇండక్టివ్ ససెప్టెన్స్ అందించబడుతుంది, ఇది చొప్పించడం మరింత పూర్తి అయినందున తగ్గుతుంది. మిడ్‌పాయింట్ ఇన్‌స్టాలేషన్ వద్ద ప్రతిధ్వని తీవ్రత కాలమ్ యొక్క వ్యాసానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, అయితే, ఈ సందర్భంలో ఇది అధిక ఆర్డర్ మోడ్‌లను ప్రసారం చేయడానికి బ్యాండ్ స్టాప్ ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. మెటల్ స్ట్రిప్స్ యొక్క ఇంపెడెన్స్‌ను పెంచడంతో పోలిస్తే, మెటల్ పోస్ట్‌లను ఉపయోగించడం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే అవి సర్దుబాటు చేయడం సులభం. ఉదాహరణకు, సమర్థవంతమైన వేవ్‌గైడ్ మ్యాచింగ్‌ను సాధించడానికి రెండు స్క్రూలను ట్యూనింగ్ పరికరాలుగా ఉపయోగించవచ్చు.
రెసిస్టివ్ లోడ్లు మరియు అటెన్యూయేటర్లు:
ఏదైనా ఇతర ప్రసార వ్యవస్థ వలె, వేవ్‌గైడ్‌లకు కొన్నిసార్లు ప్రతిబింబం లేకుండా ఇన్‌కమింగ్ వేవ్‌లను పూర్తిగా గ్రహించడానికి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్‌సెన్సిటివ్‌గా ఉండటానికి ఖచ్చితమైన ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్ మరియు ట్యూన్ చేసిన లోడ్లు అవసరమవుతాయి. అటువంటి టెర్మినల్స్ కోసం ఒక అప్లికేషన్ వాస్తవానికి ఎటువంటి శక్తిని ప్రసరింపజేయకుండా సిస్టమ్‌లో వివిధ శక్తి కొలతలు చేయడం.
ఫిగర్ 3 వేవ్‌గైడ్ రెసిస్టెన్స్ లోడ్(ఎ)సింగిల్ టేపర్(బి)డబుల్ టేపర్
అత్యంత సాధారణ రెసిస్టివ్ టెర్మినేషన్ అనేది వేవ్‌గైడ్ చివరిలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన లాస్సీ డైఎలెక్ట్రిక్ యొక్క విభాగం మరియు ప్రతిబింబాలకు కారణం కాకుండా (ఇన్‌కమింగ్ వేవ్ వైపు చూపిన చిట్కాతో). ఈ లాస్సీ మాధ్యమం వేవ్‌గైడ్ యొక్క మొత్తం వెడల్పును ఆక్రమించవచ్చు లేదా ఇది మూర్తి 3లో చూపిన విధంగా వేవ్‌గైడ్ చివర మధ్యలో మాత్రమే ఆక్రమించవచ్చు. టేపర్ సింగిల్ లేదా డబుల్ టేపర్ కావచ్చు మరియు సాధారణంగా λp/2 పొడవు ఉంటుంది, సుమారు రెండు తరంగదైర్ఘ్యాల మొత్తం పొడవుతో. సాధారణంగా గ్లాస్ వంటి విద్యుద్వాహక పలకలతో తయారు చేయబడుతుంది, బయట కార్బన్ ఫిల్మ్ లేదా వాటర్ గ్లాస్‌తో పూత ఉంటుంది. 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 అటెన్యూయేటర్
మూర్తి 4లో చూపిన విధంగా డైలెక్ట్రిక్ అటెన్యూయేటర్‌లను తొలగించగలిగేలా చేయవచ్చు. వేవ్‌గైడ్ మధ్యలో ఉంచి, దానిని వేవ్‌గైడ్ మధ్య నుండి పార్శ్వంగా తరలించవచ్చు, ఇక్కడ అది గొప్ప అటెన్యుయేషన్‌ను అందిస్తుంది, ఇక్కడ అటెన్యూయేషన్ బాగా తగ్గుతుంది. ఎందుకంటే డామినెంట్ మోడ్ యొక్క ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బలం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
వేవ్‌గైడ్‌లో అటెన్యూయేషన్:
వేవ్‌గైడ్‌ల శక్తి క్షీణత ప్రధానంగా క్రింది అంశాలను కలిగి ఉంటుంది:
1. అంతర్గత వేవ్‌గైడ్ నిలిపివేతలు లేదా తప్పుగా అమర్చబడిన వేవ్‌గైడ్ విభాగాల నుండి ప్రతిబింబాలు
2. వేవ్‌గైడ్ గోడలలో కరెంట్ ప్రవహించడం వల్ల కలిగే నష్టాలు
3. నిండిన వేవ్‌గైడ్‌లలో విద్యుద్వాహక నష్టాలు
చివరి రెండు ఏకాక్షక రేఖలలో సంబంధిత నష్టాలను పోలి ఉంటాయి మరియు రెండూ సాపేక్షంగా చిన్నవి. ఈ నష్టం గోడ పదార్థం మరియు దాని కరుకుదనం, ఉపయోగించిన విద్యుద్వాహకము మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ (చర్మ ప్రభావం కారణంగా) ఆధారపడి ఉంటుంది. బ్రాస్ కండ్యూట్ కోసం, 5 GHz వద్ద 4 dB/100m నుండి 10 GHz వద్ద 12 dB/100m వరకు పరిధి ఉంటుంది, కానీ అల్యూమినియం కండ్యూట్ కోసం, పరిధి తక్కువగా ఉంటుంది. సిల్వర్-కోటెడ్ 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 బంగారం లేదా ప్లాటినంతో (అంతర్గతంగా) పూత పూయబడతాయి.
ఇప్పటికే ఎత్తి చూపినట్లుగా, వేవ్‌గైడ్ హై-పాస్ ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది. వేవ్‌గైడ్ వాస్తవంగా నష్టరహితంగా ఉన్నప్పటికీ, కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే తక్కువ పౌనఃపున్యాలు తీవ్రంగా క్షీణించబడతాయి. ఈ అటెన్యుయేషన్ ప్రచారం కంటే వేవ్‌గైడ్ నోటి వద్ద ప్రతిబింబించడం వల్ల వస్తుంది.
వేవ్‌గైడ్ కలపడం:
వేవ్‌గైడ్ ముక్కలు లేదా భాగాలు ఒకదానితో ఒకటి కలిపినప్పుడు వేవ్‌గైడ్ కలపడం సాధారణంగా అంచుల ద్వారా జరుగుతుంది. మృదువైన మెకానికల్ కనెక్షన్ మరియు తగిన విద్యుత్ లక్షణాలు, ప్రత్యేకించి తక్కువ బాహ్య రేడియేషన్ మరియు తక్కువ అంతర్గత ప్రతిబింబం ఉండేలా చేయడం ఈ ఫ్లాంజ్ యొక్క పని.
అంచు:
మైక్రోవేవ్ కమ్యూనికేషన్స్, రాడార్ సిస్టమ్స్, శాటిలైట్ కమ్యూనికేషన్స్, యాంటెన్నా సిస్టమ్స్ మరియు శాస్త్ర పరిశోధనలో లేబొరేటరీ పరికరాలలో వేవ్‌గైడ్ అంచులు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అవి వేర్వేరు వేవ్‌గైడ్ విభాగాలను కనెక్ట్ చేయడానికి, లీకేజీ మరియు జోక్యం నిరోధించబడడాన్ని నిర్ధారించడానికి మరియు అధిక విశ్వసనీయ ప్రసారం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుదయస్కాంత తరంగాల యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాలను నిర్ధారించడానికి వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఖచ్చితమైన అమరికను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడతాయి. మూర్తి 5లో చూపిన విధంగా ఒక సాధారణ వేవ్‌గైడ్ ప్రతి చివర అంచుని కలిగి ఉంటుంది.
ఫిగర్ 5 (ఎ) సాదా అంచు; (బి) ఫ్లాంజ్ కలపడం.
తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద ఫ్లాంజ్ వేవ్‌గైడ్‌కు బ్రేజ్ చేయబడుతుంది లేదా వెల్డింగ్ చేయబడుతుంది, అయితే అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఫ్లాటర్ బట్ ఫ్లాట్ ఫ్లాంజ్ ఉపయోగించబడుతుంది. రెండు భాగాలు కలిపినప్పుడు, అంచులు ఒకదానితో ఒకటి బోల్ట్ చేయబడతాయి, అయితే కనెక్షన్‌లో నిలిపివేతలను నివారించడానికి చివరలను సజావుగా పూర్తి చేయాలి. కొన్ని సర్దుబాట్లతో భాగాలను సరిగ్గా సమలేఖనం చేయడం స్పష్టంగా సులభం, కాబట్టి చిన్న వేవ్‌గైడ్‌లు కొన్నిసార్లు రింగ్ నట్‌తో కలిసి స్క్రూడ్ చేయగల థ్రెడ్ అంచులతో అమర్చబడి ఉంటాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ, వేవ్‌గైడ్ కలపడం యొక్క పరిమాణం సహజంగా తగ్గుతుంది మరియు సిగ్నల్ తరంగదైర్ఘ్యం మరియు వేవ్‌గైడ్ పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో కలపడం నిలిపివేయడం పెద్దదిగా మారుతుంది. అందువల్ల, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద నిలిపివేతలు మరింత సమస్యాత్మకంగా మారతాయి.
ఫిగర్ 6 (ఎ) చౌక్ కప్లింగ్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్;(బి) చోక్ ఫ్లాంజ్ యొక్క ముగింపు వీక్షణ
ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, చిత్రం 6లో చూపిన విధంగా వేవ్‌గైడ్‌ల మధ్య ఒక చిన్న గ్యాప్ వదిలివేయబడుతుంది. ఒక సాధారణ ఫ్లాంజ్ మరియు చౌక్ ఫ్లాంజ్‌తో కూడిన చౌక్ కప్లింగ్ కలిసి కనెక్ట్ చేయబడింది. సాధ్యమయ్యే నిలిపివేతలను భర్తీ చేయడానికి, చౌక్ ఫ్లాంజ్‌లో L-ఆకారపు క్రాస్-సెక్షన్‌తో కూడిన వృత్తాకార చౌక్ రింగ్‌ను గట్టి ఫిట్టింగ్ కనెక్షన్‌ని సాధించడానికి ఉపయోగిస్తారు. సాధారణ అంచుల వలె కాకుండా, చౌక్ అంచులు ఫ్రీక్వెన్సీ సెన్సిటివ్‌గా ఉంటాయి, అయితే ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన డిజైన్ సహేతుకమైన బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను (బహుశా సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీలో 10%) నిర్ధారిస్తుంది, దానిపై SWR 1.05 మించదు.
పోస్ట్ సమయం: జనవరి-15-2024
