Ефективне поєднання ліній передачі у хвилеводно-планарних НВЧ системах міліметрового діапазону довжин хвиль
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.91.18-27Ключові слова:
лінії передачі, міліметровий діапазон, гібридно-інтегральна схема, хвилеводно-планарна технологія, мікросмужкова лінія, гофрований прямокутний хвилевідАнотація
Значні втрати в мікросмужкових лініях із полімерними підкладинками сьогодні не дають можливості реалізувати необхідні характеристики цілого ряду функціональних пристроїв у міліметровому діапазоні довжин хвиль. Це призводить до того, що складна НВЧ система в цьому діапазоні будується на різних лініях передачі – мікросмужковій та тих, загасання в яких значно менше. Характерно, що цю групу складають не тільки лінії передачі, що виготовляються методами інтегральної технології (хвилеводно-щілинна, хвилеводно-копланарна, зважена смужкова, тощо), а й сам прямокутний хвилевід, втрати в коротких відрізках якого дуже малі. У зв'язку зі сказаним сама гібридно-інтегральна технологія обертається гібридно-інтегральною хвилеводно-планарною, а реалізація ефективних зв'язків між різними лініями передачі стає критично важливою. При цьому особлива роль відводиться переходам між прямокутним хвилеводом і планарними лініями, які, незважаючи на величезну відмінність у локалізації полів цих хвилеведучих структур, повинні забезпечувати широку смугу частот узгодження та якомога менші об'єми. Ця стаття присвячена створенню ефективних зв'язків між різними лініями передачі, що використовуються у гібридно-інтегральних хвилеводно-планарних системах. Основну увагу приділено розробці переходів на різні інтегральні лінії передачі з прямокутного хвилеводу. Розглянуто існуючі та запропоновані нові конструкції таких переходів, які при довжині (0.2 -0.3)λ0 мають смугу прийнятного узгодження, порівнянну з досяжною у значних за розмірами переходах з параметрами, що плавно змінюються. Запропоновано використовувати розроблені переходи для компактних з'єднань хвилеводів зі складною взаємною орієнтацією. Отримані результати перевірено експериментально.
Посилання
References
K.-D. Xu, S. Xia, Y.-J. Guo, J. Cui, A. Zhang and Q. Chen. (2021). W-Band E-Plane Waveguide Bandpass Filter Based on Meander Ring Resonator. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 31, no. 12, pp. 1267-1270. doi:10.1109/LMWC.2021.3103638.
E. Ofli, R. Vahldieck and S. Amari (2005). Novel E-plane filters and diplexers with elliptic response for millimeter-wave applications. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 53, no. 3, pp. 843-851. doi:10.1109/TMTT.2004.842506.
Groppi, C. E., Drouet D'Aubigny, C. Y., Lichtenberger, A. W., Lyons, C. M., and Walker, C. K. (2005). Broadband Finline Ortho-Mode Transducer for the 750-1150 GHz Band. Sixteenth International Symposium on Space Terahertz Technology, pp. 513–518.
Van Heuven J. H. C. (1974). A New Integrated Waveguide-Microstrip Transition. 1974 4th European Microwave Conference, pp. 541-545. doi:10.1109/EUMA.1974.332108.
D. Rubin and D. Saul (1978). Millimeter Wave MIC Bandpass Filters and Multiplexers. 1978 IEEE-MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 208-210. doi:10.1109/MWSYM.1978.1123840.
Villegas, F., Stones, D. I., & Hung, H. A. (1999). A novel waveguide-to-microstrip transition for millimeter-wave module applications, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 47, pp. 48-55.
Xu, Zhengbin, et al. (2017). E-plane probe microstrip to waveguide transition with fin-line back-short structure for millimetre-wave application. Electronics Letters, Vol. 53, Iss. 23, pp. 1532-1534. doi:10.1049/el.2017.2048.
Varshney, Atul & Sharma, Vipul. (2020). A Comparative Study of Microwave Rectangular Waveguide-to-Microstrip Line Transition for Millimeterwave, Wireless Communications and Radar Applications. Microwave Review, Vol. 26, Iss. 2, pp. 21-37.
Marco S., Fanti A., Valente G., Montisci G., Ghiani R., and Mazzarella G. (2018). A Compact In-Line Waveguide-to-Microstrip Transition in the Q-Band for Radio Astronomy Applications. Electronics, Vol. 7, Iss. 2: 24. doi:10.3390/electronics7020024.
Zhou, I., Robert, J. R. (2022). Ultra-Wideband Narrow Wall Waveguide-to-Microstrip Transition Using Overlapped Patches. Sensors, Vol. 22, Iss. 8: 2964. doi:10.3390/s22082964.
Meier, Paul J. (1979). Printed-Circuit Balanced Mixer for the 4- and 5-mm Bands. 1979 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 84-86.
Reljić, Boro M. (2007). Novel MIC/MMIC Compatible Microstrip to Waveguide Transition for X Band without a Balun. Mikrotalasna revija.
Ho T.-Q. and Shih Y.-C. (1988). Analysis of microstrip line to waveguide end launchers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 36, Iss. 3, pp. 561-567. doi:10.1109/22.3549.
Kaneda N., Qian Y. and Itoh T. (1999). A broad-band microstrip-to-waveguide transition using quasi-Yagi antenna. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 47, Iss. 12, pp. 2562-2567. doi:10.1109/22.809007.
Omelianenko, M., Pravda, V. I., Turieieva, O. et al. (2012). Fully planar subscriber station transceivers of broadband access systems in Ku- and Ka-bands. Radioelectron. Commun. Syst., Vol. 55, pp. 49–64. doi:10.3103/S073527271202001X.
Pérez-Escudero, J. M.; Torres-García, A. E.; Gonzalo, R.; Ederra, I. (2018). A Simplified Design Inline Microstrip-to-Waveguide Transition. Electronics, Vol. 7, Iss. 10, 215. doi:10.3390/electronics7100215.
Shih Y.-C., Ton T.-N. and Bui L. Q. (1988). Waveguide-to-microstrip transitions for millimeter-wave applications. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 473-475. doi:10.1109/MWSYM.1988.22077.
Han, M.; Wang, C.; Liu, C.; Xiao, S.; Ma, J.; Sun, H. (2022). A Wideband Microstrip-to-Waveguide Transition Using E-Plane Probe with Parasitic Patch for W-Band Application. Appl. Sci., Vol. 12, Iss. 23, 12162. doi:10.3390/app122312162.
Azzemi Ariffin, Dino Isa, Amin Malekmohammadi. (2016). Broadband Transition from Microstrip Line to Waveguide Using a Radial Probe and Extended GND Planes for Millimeter-Wave Applications. Progress In Electromagnetics Research Letters, Vol. 60, pp. 95-100. doi:10.2528/PIERL16040801.
Jinho Jeon, Youngwoo Kwon, Sunyoung Lee, Changyul Cheon and E. A. Sovero (2000). 1.6- and 3.3-W power-amplifier modules at 24 GHz using waveguide-based power-combining structures. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 48, Iss. 12, pp. 2700-2708. doi:10.1109/22.899033.
Tu, Wen-Hua and Kai Chang (2006). Wide-band microstrip-to-coplanar stripline/slotline transitions. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 54, Iss. 3, pp. 1084-1089. DOI: 10.1109/TMTT.2005.864127.
Deutschmann B. and Jacob A. F. (2019). A Full W-Band Waveguide-to-Differential Microstrip Transition. 2019 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), pp. 335-338. DOI: 10.1109/MWSYM.2019.8700982.
Hügler P., Chaloun T. and Waldschmidt C. (2020). A Wideband Differential Microstrip-to-Waveguide Transition for Multilayer PCBs at 120 GHz. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 30, Iss. 2, pp. 170-172. doi:10.1109/LMWC.2019.2958208.
Omelianenko M. Yu., Romanenko T. V. (2019). Vyisokoeffektivnyiy volnovodno-planarnyiy usilitel s prostranstvennyim slozheniem moschnosti v diapazone chastot 31-39 GGts [High efficiency waveguide-planar amplifier with spatial power combining for frequency range 31-39 GHz]. Visti vyshchykh uchbovykh zakladiv. Radioelektronika [Radioelectronics and Communications Systems], Vol. 62, Iss. 5, pp. 243-50. doi:10.20535/S0021347019050017.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Тарас Романенко, Михаил Юрьевич Омельяненко , Ольга Васильевна Туреева
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
