વેવગાઇડ્સની અવબાધ મેચિંગ કેવી રીતે પ્રાપ્ત કરવી?માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના થિયરીમાં ટ્રાન્સમિશન લાઇન થિયરીમાંથી, આપણે જાણીએ છીએ કે મહત્તમ પાવર ટ્રાન્સમિશન અને ન્યૂનતમ પ્રતિબિંબ નુકશાન હાંસલ કરવા ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સ વચ્ચે અથવા ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સ અને લોડ વચ્ચે ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે યોગ્ય શ્રેણી અથવા સમાંતર ટ્રાન્સમિશન લાઇન પસંદ કરી શકાય છે.માઈક્રોસ્ટ્રીપ લાઈનોમાં ઈમ્પીડેન્સ મેચીંગનો સમાન સિદ્ધાંત વેવગાઈડમાં ઈમ્પીડેન્સ મેચીંગને લાગુ પડે છે.વેવગાઇડ સિસ્ટમમાં પ્રતિબિંબ અવબાધની અસંગતતા તરફ દોરી શકે છે.જ્યારે અવબાધનો બગાડ થાય છે, ત્યારે ઉકેલ ટ્રાન્સમિશન લાઇન્સ જેવો જ હોય છે, એટલે કે, જરૂરી મૂલ્ય બદલવું, ગેરસમજને દૂર કરવા માટે લમ્પ્ડ ઇમ્પિડન્સને વેવગાઇડમાં પૂર્વ-ગણતરી બિંદુઓ પર મૂકવામાં આવે છે, જેનાથી પ્રતિબિંબની અસરો દૂર થાય છે.જ્યારે ટ્રાન્સમિશન લાઈનો લમ્પ્ડ ઈમ્પીડેન્સ અથવા સ્ટબનો ઉપયોગ કરે છે, વેવગાઈડ વિવિધ આકારોના મેટલ બ્લોકનો ઉપયોગ કરે છે.
આકૃતિ 1:વેવગાઇડ irises અને સમકક્ષ સર્કિટ,(a)કેપેસિટીવ;(b)ઇન્ડક્ટિવ;(c)રેઝોનન્ટ.
આકૃતિ 1 વિવિધ પ્રકારના ઇમ્પિડન્સ મેચિંગ બતાવે છે, જે દર્શાવેલ કોઈપણ સ્વરૂપો લે છે અને તે કેપેસિટીવ, ઇન્ડક્ટિવ અથવા રેઝોનન્ટ હોઈ શકે છે.ગાણિતિક વિશ્લેષણ જટિલ છે, પરંતુ ભૌતિક સમજૂતી નથી.આકૃતિમાં પ્રથમ કેપેસિટીવ મેટલ સ્ટ્રીપને ધ્યાનમાં લેતા, તે જોઈ શકાય છે કે વેવગાઈડની ઉપર અને નીચેની દિવાલો (પ્રબળ સ્થિતિમાં) વચ્ચે અસ્તિત્વમાં રહેલી સંભવિતતા હવે બે ધાતુની સપાટીઓ વચ્ચે નજીકમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, તેથી કેપેસીટન્સ છે. બિંદુ વધે છે.તેનાથી વિપરીત, આકૃતિ 1b માં મેટલ બ્લોક વર્તમાનને વહેવા દે છે જ્યાં તે પહેલાં વહેતો ન હતો.મેટલ બ્લોકના ઉમેરાને કારણે અગાઉના ઉન્નત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ પ્લેનમાં વર્તમાન પ્રવાહ હશે.તેથી, ઊર્જા સંગ્રહ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થાય છે અને વેવગાઇડના તે બિંદુ પર ઇન્ડક્ટન્સ વધે છે.વધુમાં, જો આકૃતિ c માં મેટલ રિંગનો આકાર અને સ્થિતિ વ્યાજબી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવી હોય, તો રજૂ કરાયેલ પ્રેરક પ્રતિક્રિયા અને કેપેસિટીવ પ્રતિક્રિયા સમાન હશે, અને છિદ્ર સમાંતર રેઝોનન્સ હશે.આનો અર્થ એ છે કે મુખ્ય મોડનું ઇમ્પીડેન્સ મેચિંગ અને ટ્યુનિંગ ખૂબ જ સારું છે, અને આ મોડની શન્ટિંગ અસર નહિવત હશે.જો કે, અન્ય મોડ્સ અથવા ફ્રીક્વન્સીઝ ઓછી કરવામાં આવશે, તેથી રેઝોનન્ટ મેટલ રિંગ બેન્ડપાસ ફિલ્ટર અને મોડ ફિલ્ટર બંને તરીકે કામ કરે છે.
આકૃતિ 2:(a)વેવગાઈડ પોસ્ટ્સ;(b)ટુ-સ્ક્રુ મેચર
ટ્યુન કરવાની બીજી રીત ઉપર બતાવવામાં આવી છે, જ્યાં એક નળાકાર મેટલ પોસ્ટ પહોળી બાજુઓમાંથી એક વેવગાઇડમાં વિસ્તરે છે, જે તે બિંદુએ લમ્પ્ડ રિએક્ટન્સ પ્રદાન કરવાના સંદર્ભમાં મેટલ સ્ટ્રીપની સમાન અસર ધરાવે છે.મેટલ પોસ્ટ કેપેસિટીવ અથવા ઇન્ડક્ટિવ હોઈ શકે છે, તે વેવગાઈડમાં કેટલી દૂર વિસ્તરે છે તેના આધારે.અનિવાર્યપણે, આ મેચિંગ પદ્ધતિ એ છે કે જ્યારે આવા ધાતુનો સ્તંભ વેવગાઇડમાં થોડો વિસ્તરે છે, ત્યારે તે તે બિંદુએ કેપેસિટીવ સસેપ્ટન્સ પ્રદાન કરે છે, અને કેપેસિટીવ સસેપ્ટન્સ ત્યાં સુધી વધે છે જ્યાં સુધી ઘૂંસપેંઠ તરંગલંબાઇના એક ક્વાર્ટર ન થાય ત્યાં સુધી, આ બિંદુએ, શ્રેણી પ્રતિધ્વનિ થાય છે. .મેટલ પોસ્ટના વધુ ઘૂંસપેંઠને પરિણામે ઇન્ડક્ટિવ સસેપ્ટન્સ આપવામાં આવે છે જે નિવેશ વધુ પૂર્ણ થતાં ઘટે છે.મિડપોઇન્ટ ઇન્સ્ટોલેશન પર રેઝોનન્સની તીવ્રતા કૉલમના વ્યાસના વિપરિત પ્રમાણમાં હોય છે અને તેનો ઉપયોગ ફિલ્ટર તરીકે થઈ શકે છે, જો કે, આ કિસ્સામાં તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ ક્રમના મોડને ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે બેન્ડ સ્ટોપ ફિલ્ટર તરીકે થાય છે.મેટલ સ્ટ્રીપ્સના અવરોધને વધારવાની તુલનામાં, મેટલ પોસ્ટ્સનો ઉપયોગ કરવાનો એક મોટો ફાયદો એ છે કે તે ગોઠવવામાં સરળ છે.ઉદાહરણ તરીકે, કાર્યક્ષમ વેવગાઇડ મેચિંગ હાંસલ કરવા માટે બે સ્ક્રૂનો ઉપયોગ ટ્યુનિંગ ડિવાઇસ તરીકે કરી શકાય છે.
પ્રતિકારક લોડ અને એટેન્યુએટર્સ:
અન્ય કોઈપણ ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમની જેમ, વેવગાઈડને કેટલીકવાર પ્રતિબિંબ વિના આવનારા તરંગોને સંપૂર્ણ રીતે શોષવા માટે અને આવર્તન સંવેદનશીલ હોવા માટે સંપૂર્ણ અવરોધ મેચિંગ અને ટ્યુન લોડ્સની જરૂર પડે છે.આવા ટર્મિનલ્સ માટે એક એપ્લિકેશન એ છે કે સિસ્ટમ પર કોઈ પણ પાવર રેડિયેટ કર્યા વિના વિવિધ પાવર માપન કરવું.
આકૃતિ 3 વેવગાઈડ રેઝિસ્ટન્સ લોડ(a)સિંગલ ટેપર(b)ડબલ ટેપર
સૌથી સામાન્ય પ્રતિરોધક સમાપ્તિ એ વેવગાઇડના અંતમાં સ્થાપિત થયેલ નુકસાનકારક ડાઇલેક્ટ્રિકનો એક વિભાગ છે અને ટેપર્ડ (આવતા તરંગ તરફ નિર્દેશિત છે) જેથી પ્રતિબિંબ ન આવે.આ નુકસાનકારક માધ્યમ વેવગાઈડની સમગ્ર પહોળાઈ પર કબજો કરી શકે છે, અથવા આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે તે વેવગાઈડના અંતના કેન્દ્રને જ રોકી શકે છે. ટેપર સિંગલ અથવા ડબલ ટેપર હોઈ શકે છે અને સામાન્ય રીતે તેની લંબાઈ λp/2 હોય છે, લગભગ બે તરંગલંબાઇની કુલ લંબાઈ સાથે.સામાન્ય રીતે કાચ જેવી ડાઇલેક્ટ્રિક પ્લેટોથી બનેલી હોય છે, જે બહારથી કાર્બન ફિલ્મ અથવા વોટર ગ્લાસથી કોટેડ હોય છે.હાઈ-પાવર એપ્લીકેશન માટે, આવા ટર્મિનલમાં વેવગાઈડની બહારના ભાગમાં હીટ સિંક ઉમેરવામાં આવી શકે છે, અને ટર્મિનલ પર પહોંચાડવામાં આવતી શક્તિ હીટ સિંક દ્વારા અથવા ફરજિયાત હવા ઠંડક દ્વારા વિખેરી શકાય છે.
આકૃતિ 4 જંગમ વેન એટેન્યુએટર
આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે ડાઇલેક્ટ્રિક એટેન્યુએટરને દૂર કરી શકાય તેવા બનાવી શકાય છે. વેવગાઇડની મધ્યમાં મૂકવામાં આવે છે, તેને વેવગાઇડના કેન્દ્રમાંથી બાજુની બાજુએ ખસેડી શકાય છે, જ્યાં તે સૌથી વધુ એટેન્યુએશન પ્રદાન કરશે, કિનારીઓ સુધી, જ્યાં એટેન્યુએશન મોટા પ્રમાણમાં ઓછું થાય છે. કારણ કે પ્રભાવશાળી મોડની ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ ઘણી ઓછી છે.
વેવગાઇડમાં એટેન્યુએશન:
વેવગાઇડ્સના ઉર્જા એટેન્યુએશનમાં મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે:
1. ઈન્ટરનલ વેવગાઈડ ડિસકન્ટિન્યુટીસ અથવા મિસલાઈન વેવગાઈડ સેક્શનમાંથી રિફ્લેક્શન્સ
2. વેવગાઇડ દિવાલોમાં પ્રવાહ વહેવાને કારણે થતા નુકસાન
3. ભરેલા વેવગાઇડ્સમાં ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન
છેલ્લી બે કોક્સિયલ લાઇનમાં અનુરૂપ નુકસાન સમાન છે અને બંને પ્રમાણમાં નાના છે.આ નુકસાન દિવાલની સામગ્રી અને તેની ખરબચડી, વપરાયેલ ડાઇલેક્ટ્રિક અને આવર્તન (ત્વચાની અસરને કારણે) પર આધારિત છે.પિત્તળની નળી માટે, શ્રેણી 5 GHz પર 4 dB/100m થી 10 GHz પર 12 dB/100m છે, પરંતુ એલ્યુમિનિયમ નળી માટે, શ્રેણી ઓછી છે.સિલ્વર-કોટેડ વેવગાઇડ માટે, નુકસાન સામાન્ય રીતે 35 GHz પર 8dB/100m, 70 GHz પર 30dB/100m અને 200 GHz પર 500 dB/100mની નજીક છે.નુકસાન ઘટાડવા માટે, ખાસ કરીને ઉચ્ચતમ ફ્રીક્વન્સીઝ પર, વેવગાઈડને કેટલીકવાર સોના અથવા પ્લેટિનમ સાથે પ્લેટેડ (આંતરિક રીતે) કરવામાં આવે છે.
પહેલેથી જ સૂચવ્યા મુજબ, વેવગાઇડ હાઇ-પાસ ફિલ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે.જો કે વેવગાઈડ પોતે જ વર્ચ્યુઅલ રીતે લોસલેસ છે, કટઓફ ફ્રીક્વન્સીની નીચેની ફ્રીક્વન્સી ગંભીર રીતે ક્ષીણ થઈ જાય છે.આ એટેન્યુએશન પ્રચારને બદલે વેવગાઇડ મોં પર પ્રતિબિંબને કારણે છે.
વેવગાઇડ કપ્લીંગ:
જ્યારે વેવગાઇડના ટુકડા અથવા ઘટકો એકસાથે જોડાયેલા હોય ત્યારે વેવગાઇડ કપ્લિંગ સામાન્ય રીતે ફ્લેંજ્સ દ્વારા થાય છે.આ ફ્લેંજનું કાર્ય સરળ યાંત્રિક જોડાણ અને યોગ્ય વિદ્યુત ગુણધર્મોને સુનિશ્ચિત કરવાનું છે, ખાસ કરીને ઓછા બાહ્ય કિરણોત્સર્ગ અને ઓછા આંતરિક પ્રતિબિંબ.
ફ્લેંજ:
માઈક્રોવેવ કોમ્યુનિકેશન્સ, રડાર સિસ્ટમ્સ, સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશન્સ, એન્ટેના સિસ્ટમ્સ અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં લેબોરેટરી સાધનોમાં વેવગાઈડ ફ્લેંજનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.તેનો ઉપયોગ વિવિધ વેવગાઇડ વિભાગોને જોડવા, લિકેજ અને દખલગીરી અટકાવવા અને ઉચ્ચ વિશ્વસનીય ટ્રાન્સમિશન અને ફ્રીક્વન્સી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની ચોક્કસ સ્થિતિની ખાતરી કરવા માટે વેવગાઇડની ચોક્કસ ગોઠવણી જાળવવા માટે થાય છે.લાક્ષણિક વેવગાઈડ દરેક છેડે ફ્લેંજ ધરાવે છે, આકૃતિ 5 માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
આકૃતિ 5 (a) સાદો ફ્લેંજ; (b) ફ્લેંજ કપલિંગ.
ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર ફ્લેંજને વેવગાઈડ પર બ્રેઝ કરવામાં આવશે અથવા વેલ્ડ કરવામાં આવશે, જ્યારે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ફ્લેટર બટ ફ્લેટ ફ્લેંજનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.જ્યારે બે ભાગો જોડવામાં આવે છે, ત્યારે ફ્લેંજ્સને એકસાથે બોલ્ટ કરવામાં આવે છે, પરંતુ જોડાણમાં વિક્ષેપ ટાળવા માટે છેડા સરળતાથી સમાપ્ત થવા જોઈએ.કેટલાક ગોઠવણો સાથે ઘટકોને યોગ્ય રીતે સંરેખિત કરવું દેખીતી રીતે સરળ છે, તેથી નાના વેવગાઇડ્સ કેટલીકવાર થ્રેડેડ ફ્લેંજ્સથી સજ્જ હોય છે જેને રિંગ નટ સાથે સ્ક્રૂ કરી શકાય છે.જેમ જેમ આવર્તન વધે છે તેમ, વેવગાઈડ કપ્લીંગનું કદ કુદરતી રીતે ઘટે છે અને સિગ્નલ વેવલેન્થ અને વેવગાઈડના કદના પ્રમાણમાં કપલિંગની અસંતુલન મોટી બને છે.તેથી, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર બંધ થવું વધુ મુશ્કેલીકારક બને છે.
આકૃતિ 6 (a)ચોક કપલિંગનો ક્રોસ સેક્શન;(b)ચોક ફ્લેંજનો અંતિમ દૃશ્ય
આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, આકૃતિ 6 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, વેવગાઇડ્સ વચ્ચે એક નાનું અંતર છોડી શકાય છે. એક ચોક કપ્લીંગ જેમાં સામાન્ય ફ્લેંજ અને ચોક ફ્લેંજ એકસાથે જોડાયેલા હોય છે.સંભવિત અવ્યવસ્થાને વળતર આપવા માટે, ચુસ્ત ફિટિંગ કનેક્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે ચોક ફ્લેંજમાં L-આકારના ક્રોસ-સેક્શન સાથેની ગોળાકાર ચોક રિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.સામાન્ય ફ્લેંજ્સથી વિપરીત, ચોક ફ્લેંજ ફ્રિક્વન્સી સેન્સિટિવ હોય છે, પરંતુ ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ડિઝાઇન વાજબી બેન્ડવિડ્થ (કદાચ સેન્ટર ફ્રીક્વન્સીના 10%) સુનિશ્ચિત કરી શકે છે જેના પર SWR 1.05 કરતાં વધુ ન હોય.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-15-2024
