Ka-riba ringlavadsilmitsi paljude väljakutsetega praktilistes rakendustes, hõlmates peamiselt järgmisi aspekte:
1. kõrge magnetvälja nõuded, mille tõid esile kõrgsagedusribad
Ka-riba ringlavadTavaliselt nõuab töötingimuste täitmiseks kõrget välist konstantset kallutatust magnetvälja. Näiteks on traditsioonilistes struktuurides vajalik väline magnetväli koguni 360 ka\/m või rohkem, mis muudab väliste magnetiliste vooluringide kujundamise väga keeruliseks.
Lahendus võtab kasutusele tilgakonstruktsiooni, et vähendada nõutavat välist magnetvälja, suurendades keskse ristmiku kõrgust, lihtsustades seeläbi magnetilise vooluahela kujundust.
2. Lairibakujunduse raskused
Varastel tilkade ringlajatel oli kitsas sagedusriba ja madal isolatsioon ning neil polnud peaaegu praktilist väärtust.
Lairiba jõudluse saavutamiseks on vaja teoreetilisi ja eksperimentaalseid uuringuid.
Lahendus võtab kasutusele substraadi integreeritud lainejuhi (SIW) tehnoloogia või T-ristmike kujunduse, et laiendada töötava ribalaiust 6 GHz-ni, säilitades samal ajal madala sisestuse kaotuse (<0.5 dB) by optimizing impedance matching (such as arc chamfering).
3. Miniaturiseerimise ja integratsiooni väljakutsed
Traditsiooniline lainejuhi tsirkulaator on suur ja ei soodusta süsteemi integreerimist, samas kui mikrostrip -joone rõngas on väikese suurusega, kuid sellel on piiratud võimsus.
Lahendus:
-Kasutades enese kallutatuse vereringet, pole välist magnetväli vaja. Näiteks on strontsiumi kuusnurksel ferriidil põhinev tsirkulaatori suurus läbimõõduga vaid 1,5 mm, kuid sisestuse kadu (<0.5 dB) and isolation (>25 dB) on suurepärased.
-Mitmekihiliste õhukeste kilestruktuuride (näiteks BA M Ferriidi õhukeste kilede) kasutamine võivad vähendada kattekihtide raskusi ja parandada jõudlust, kuid keeruka ettevalmistamise protsessi probleem tuleb lahendada.
4. Temperatuuri stabiilsus ja keskkonna kohanemisvõime
SelleKa-riba tsirkulaatorStabiilne töö peab säilitama laias temperatuurivahemikus (-60 kraad ~ 120 kraadi), kuid kõrged või madalad temperatuurid võivad põhjustada jõudluse kõikumisi.
Lahendus:
Parandage temperatuuri stabiilsust materiaalse optimeerimise kaudu (näiteks LA-legeeritud BA-SR-ferriit) või parandage lõõmutamisprotsessi, kuid suur ferromagnetiline resonantsjoone laius (400 ~ 500 OE) võib siiski mõjutada tõhusust.
5. Suure võimsusega rakenduste piirangud
-Traditsioonilised vereringed on altid suure võimsusega ülekuumenemisele ja neil puuduvad tõhusad jahutusmeetmed. Keskmine võimsus piirdub tavaliselt kümnete vattidega.
Lahendus kasutab SIW struktuuri või GAN\/SIC integratsioonitehnoloogiat. Näiteks võib T-ristmiku SIW tsirkulaatori keskmine võimsus ulatuda 37,66 W.
6. kalibreerimis- ja signaaliprobleemid tegelikus inseneritöös
- sügavas kosmoses suhtlemisel,Ka-riba ringlavadon vastuvõtlikud antenni osutamise vigade ja atmosfääri efektide suhtes. Näiteks võivad kalibreerimisvead põhjustada 5 dB signaali kadu.
Lahendus peab optimeerima kalibreerimisprotsessi (näiteks vähendama kalibreerimispunktide vahelist vahekaugust) ja võtma kasutusele sekkumisvastase disaini.
7. Materjalide ja protsesside piirangud
-Kõrge jõudlusega vereringed tuginevad kvaliteetsetele ferriidimaterjalidele (näiteks NZ50), kuid materjali magnetokristalliline anisotroopia välja ja resonantsjoone laiust mõjutavad jõudlust otseselt.
Väljakutsed:
Olemasolevate materjalide resonantsjoone laiust on suur ja ettevalmistamise protsess (näiteks niiske magnetvälja vormimine) on väga keeruline.
Kokkuvõte
Peamised väljakutsedKa-riba ringlavadon kontsentreeritud kõrgsageduslike magnetvälja nõuete, lairiba miniaturiseerimise, temperatuuri stabiilsuse ja suure võimsusega käitlemise võimalustega. Tulevaste arendussuundade hulka kuuluvad uued ise kallutatavad materjalid (näiteks strontsiumi kuusnurkne ferriit), mitmekihilised õhukesed kilestruktuurid ja integreeritud kujundused (näiteks Siwgan Integration), et tasakaalustada jõudlust ja mahtu, parandades samal ajal keskkonnaalase kohanemisvõime ja võimsuse mahutavust.