|
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.
Důležitým
parametrem jsou počáteční podmínky, kterých třeba návrhu vycházet. Při návrhu obecného
vlnovodu zemní deskou tedy třeba nejprve zvážit jeho výsledné použití. Příměs bázi skla může zajistit
dostatečné změknutí materiálu pro bezproblémové opracování, avšak sklo oblasti
milimetrových vln představuje značný rozptyl může vést nepoužitelnosti materiálu. Jako vhodné řešení pro volbu substrátu zde nabízí komerční
materiály typu CER-10 (εr 10), TMM10i (εr 9,8) nebo RT/duroid 6010. Byla popsána metoda aplikace tenkého filmu materiálu FEP
(εr 2,1). Samozřejmě jsou použitelné samolepící fólie, vytvořené stejného či
. relativně čisté korundové keramiky lze mechanicky vrtat jen
obtížně, protože materiál přirozeně velmi tvrdý. Vysoká dielektrická konstanta má
v návrhu také pozitivní vliv impedanci pasivních prvků jako například mikropáskového
vedení koplanárního vlnovodu. Komerční
materiály mohou nabízet různé typy příměsí, které mohou zlepšit vlastnosti dielektrika v
oblasti opracovávání. Při použití laseru pro vytvoření sítě děr po
bocích vlnovodu mohou zůstat stěnách opálené zbytky struktury uhlík obecně známý
jako velmi dobrý tlumič proto zde působí jako hlavní příčina pro přídavné ztráty na
vlnovodu [5]. rostoucí permitivitou klesá impedance, což umožňuje
zmenšit rozměry pásku [19].
Při použití jakýchkoliv technik výroby velký důraz kladen volbu dielektrického
materiálu, kterého bude hlavní část vlnovodu vytvořena. tohoto důvodu důležitost volby vhodné
technologie výroby výběr použitého materiálu tak velká. Výborné výsledky lze také dosáhnout samotnou
korundovou keramikou (Al2O3, 9,8) nebo čistým křemíkem (εr 11,7). důvodů popsaných výše, je
třeba zvolit materiál vysoké permitivity.
Dále modelu použito oddělení spodní zemní desky samotného dielektrického
materiálu vysokou permitivitou tenkou vrstvou nízkopermitivitního dielektrika. Tímto je
myšlen zejména typ buzení. Avšak materiály, které jsou využívané pro tuto
technologii, dosahují výpalu výsledné relativní permitivity "jen" okolí hodnoty už
je pro tuto aplikaci bohužel málo. Bohužel problémy
nevznikají jen při použití mechanického vrtání. Při zahřátí 300 materiál dokáže přilnout povrchu substrátu bez použití
dalších lepidel [5].2LM (εr 10,2),
které jsou různé bázi keramiky. Takováto konfigurace (jak bylo popsánu výše) zajistí dostatečnou změnu efektivní
permitivity tím schopnost přenosu vln.
Z výsledků analýzy jednoduchého vlnovodu zemní deskou zřejmé, bez integrace
do substrátu představuje takovýto vlnovod výborný prostředek pro transport vlnění v
oblasti milimetrových vln. Vysoká permitivita dielektrika oblasti
milimetrových vln radikálně snižuje ztráty při přenosu vln. Nejlepší výsledky byly
v práci dosaženy dírami průměru 500 uspořádané rovnostranného trojúhelníku. Jak bylo
prokázáno výše, tak tato vrstva dokáže zlepšit funkci vedení, avšak cenu vyšších
technických nároků výrobu.
Na tomto principu pracuje technologie LTCC, která poslední době získává čím dál více na
oblibě pro svoji jednoduchou zpracovatelnost.
Vzdálenosti středů děr byly 625 µm, takže síla zbylého materiálu mezi stěnami byla pouhých
125 µm.38
6 NÁVRH VLNOVODU SIIG
Většina kladných, ale záporných vlastností vlnovodů vedení, použitých této práci
spolu jejich přechody SIIG struktury, byla představena výše.
Dobrá zpracovatelnost materiálu důležitá hlavně pro popsaný vlnovod SIIG právě kvůli
systému děr, které třeba umístit okolí jádra samotného vlnovodu. Různé
nečistoty nebo zbytky vrtání mohou při své velikosti porovnání vlnovou délkou
přenášených vln způsobit nežádoucí efekt vyzařování okolí vlnovodu. Právě pro tuto oblast třeba mít paměti, jakákoliv
nepřesnost při výrobě vlnovodu může značně ovlivnit výsledný přenosový efekt
