|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Dobře známý dielektrický vlnovod se zemní deskou dosahuje v oblasti milimetrových vlnzajímavých výsledků. Oproti běžným typům vedení a vlnovodů se vyznačuje především svýmnízkým průchozím útlumem pro kmitočty blížící se 100 GHz. Tato práce se detailně zabývájeho vlastnostmi a především typem úpravy vysokopermitivitního substrátu pro dosaženíimplementace vlnovodu do dielektrické desky (SIIG). Práce dále obsahuje i návrhy pro různézpůsoby přechodu z běžně používaných vedení a vlnovodů. Za pomoci simulace, využívajícímetodu konečných prvků, je dosaženo hodnoty útlumu pod hranici 2 dB, která odpovídá délcevlnovodu 2 cm a obsahuje mimo samotného vlnovodu i dvojici přechodů. V neposlední řaděje v této práci navržen také způsob výroby a uplatnění SIIG vlnovodu v praxi.
Jako počáteční podmínka uvažován vybuzený vlnovod WR-10 o
délce mm, tvořený perfektně vodivým materiálem vyplněný vakuem, něho vložen
vlnovod dielektrický, který dlouhý zpět přechází vlnovodu kovového. Problém ovšem nastává přechodu mezi oběma typy. 2. Červenou barvou
je vždy reprezentován přechod jednoduchý, zelenou kolmý, modrou pyramida černou
šikmý. Okolí bylo při analýze voleno jako volné prostředí. 2.
.4 Přechod vlnovodů
Často využívá kombinace obou uvedených typů vlnovodů právě pro využití všech jejich
výše zmíněných výhod.7 obr. Vzhled simulovaného modelu lze
pozorovat obr. Nejjednodušší typ přechodu mezi dvěma typy vlnovodů je
naznačen obr.5a. takovéhoto typu přechodu lze ale očekávat velký
odraz zpět proti původnímu směru vln tím jejich následný útlum. Materiál dielektrika zvolen Al2O3
(korundová keramika) permitivitou 9,8.
Touto základní simulací ověřily vlastnosti praxi často využívaného kovového vedení
WR-10, které bude vhodné pro další postup práce. 2.6. Hloubka vniku každé straně [2], takže
samostatná délka dielektrického vlnovodu mm.
2. Toto okolí zajistí, se
energie uniklá vlnovodu neprojeví obdržených výsledcích. Při použití WR-10 jako počáteční
podmínky pro vstup vln jiné analyzované struktury zároveň stanoví počáteční
frekvence, pod kterou analyzovat vedení nemá smysl.8.
Z výše popsaného modelu tedy zřejmé, analýza nebude popisovat jen jeden přechod
kovový dielektrický vlnovod, ale přechody rovnou dva. Vlny, šířící se
středem kovového vlnovodu, narazí přechod bohužel všechna energie jednoduše
přenese následujícího vlnovodu.5b, Tyto
přechody využívají princip postupného navázání energie jiného prostředí. Důsledkem by
měl být menší odraz příchozích vln tedy průchozího útlumu.
Obr. 2. 2. Přechod tvořený kolmou stěnou dielektrika, které jednoduše
zasune apertury kovového vlnovodu. 2. Průřez je
volen čtvercového charakteru rozměrech 1x1 mm. poznání lepších
výsledků měly dosahovat ostatní možnosti přechodů, zobrazené obr.5: Typy přechodů dielektrického vlnovodu: jednoduchý, šikmý, kolmý,
d) pyramidový
Všechny navržené typy přechodů (ke zjištění nejvhodnějšího pro pozdější aplikaci) budou
opět analyzovány komerčním programem Ansys HFSS. Volné okolí zde plní funkci
absolutního absorbéru, který svém rozhraní utlumí jakoukoliv příchozí vlnu tak nic z
původní příchozí vlny neodrazí zpět. Přechody vlnovodů jsou umístěny do
prostředí vakua. Výsledky simulací všech čtyř
navržených typů přechodu jsou graficky znázorněny obr.13
simulaci ideálního prostředí velmi malý zároveň proměnlivost hodnot s11 znamená, pro
celé propustné pásmo nebude konstantní výsledný útlum
