Полый металлический волновод и микрополосковую линию сравнивают по полосе и потерям, интеграции и мощности, изготовлению и проверке для одного полного тракта. Постоянные 0,05 и 0,5 дБ/м не описывают все размеры и материалы этих технологий.
Структура и моды
Обычный закрытый полый волновод поддерживает TE- и TM-моды выше соответствующей отсечки. У воздушного WR-90 отсечка TE10 около 6,56 ГГц, обычная рабочая полоса — 8,2–12,4 ГГц.
Микрополосковая линия состоит из проводника на подложке и земли на другой стороне. Поле распределено в диэлектрике и воздухе, поэтому основной режим обычно рассматривают как квази-TEM.
Микрополосковые линии применимы и на миллиметровых частотах при подходящих материалах, размерах и переходах. Утверждение, что они ограничены МГц и низкими ГГц, неверно.
1. Потери полного пути
У волновода существенны проводниковые потери стенок; у микрополоска также диэлектрические потери и другие механизмы. Шероховатость, ширина, толщина, частота и окружающая структура меняют результат.
Включите фланцы, изгибы, окна, переходы и разъёмы. Сравнивайте одинаковые конечные опорные плоскости, а не один метр прямой трубы с короткой готовой платой.
При небольшом отражении начальный бюджет L ≈ αℓ + ΣLдеталей. Гипотетическая линия 1 дБ/м длиной 50 мм с соединениями на 0,20 дБ даёт 0,25 дБ, а не 1,20 дБ.
При значительном отражении требуется каскадирование комплексных S-параметров. Передаваемая доля мощности при соответствующих условиях равна 10−L/10; дБ не равны процентам напрямую.
2. Интеграция и мощность
Микрополосковая технология может упростить соединение с компонентами на плате. Открытое поле также создаёт связь и излучение, поэтому нужны оценка компоновки и экранирования. Близкая крышка способна изменить импеданс.
Волновод может иметь преимущества по потере и мощности, но предел зависит от сечения, окна, перехода, давления и температуры. Для платы проверяют поле в диэлектрике, нагрев проводника и теплоотвод.
Средняя и пиковая мощность различаются. Мультипактор в вакуумном RF связан со вторичной электронной эмиссией и полем, а не просто с перегревом или атмосферным пробоем. Для соответствующих проектов существует ECSS-E-ST-20-01C; область применения и метод испытаний проверяют отдельно.
Где находится SIW
В интегрированном в подложку волноводе SIW проводящие плоскости и ряды переходных отверстий формируют направляющую структуру. Он может сочетаться с плоскими схемами, но не имеет автоматически тех же мод и сечения, что микрополосок.
Обычный SIW содержит диэлектрические и проводниковые потери, утечки между отверстиями и потери переходов. Он не равен по потерям воздушной металлической трубе. Геометрия отверстий и полоса требуют проверки.
3. Изготовление и общая стоимость
Кроме цены материала учитывают слои платы, фольгу, отверстия, мехобработку, покрытие, сборку и испытания. Микрополосок не всегда дешевле на фиксированный процент.
Количество изделий, выход годных и доработка также важны. Дешёвая подложка может увеличить стоимость готового узла, если потери или разброс не отвечают требованиям.
Данные прототипа
| Параметр | Условия сравнения |
|---|---|
| Полоса | Частоты, моды и отражение. |
| Потери | Длина, соединения и одинаковые плоскости. |
| Фаза | Задержка, температура и повторяемость. |
| Мощность | Средняя, пик и охлаждение. |
| Стоимость | Серия, выход годных и тесты. |
Основы микрополоска и волноводные уравнения служат отправной точкой. Окончательное решение подтверждают моделью и измерением реального пути.
