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