Modelování mikrovlnných struktur na bázi SIIG

| 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.

Vydal: FEKT VUT Brno Autor: Tomáš Teplý

Strana 38 z 45

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






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