Samfelld rekstur nútímavipulsgreinas, radars og leiðbeiningarkerfa felst í getu til að senda og taka á móti stöðum samtímis án truflana. Aðalhlutinn sem gerir þetta kleift er Smárásaróðrar dielektrísk keramík duplexer . Þessi flókna tæki virkar sem umferðarstjóri fyrir útvarps (RF) stöð, og gerir einni útvarpsantennu kleift að deila bæði fyrir sendingu og móttöku. Áframhlaupa hönnun og efni samsetningar gerir það ómissanlegt í notkunum þar sem afköst, stærð og áreiðanleiki eru af mikilvægustu áherslum. Greinin fjallar í djúpum um rekstrixaðferðir, lykilmerki og ýmsar forrit sem hún gerir kleift.
Grunnrekstrarprinsipp
Duplexer er þremur tengiliða tæki sem tengir sendanda, viðtakara og loftbeina. Afgreiðsluferlið felur í sér að aðgreina sterka útsendan sendingarsígnal frá mjög viðkvæma móttökuglugganum, til að koma í veg fyrir að fyrrnefndi minni viðkvæmni eða skemdi seinni. Í tímaaðskilinum tvíhliða (FDD) kerfum, þar sem sending og móttaka fer fram á mismunandi, fyrirfram stilltum tíðni, ná duplexerinn árangri gegnum mjög selective síu.
Innri innbyggður tvíundirhnúningur úr hitaeyðandi keramik samanstendur venjulega af tveimur bandbreiddarstöðugum síum í einni poki: annað sía er stillt fyrir sendibylgju (Tx) og hitt fyrir móttökubylgju (Rx). Tx-síið leyfir að undirgangsmerkjum frá sendingartækinu farist í gegnum í gegnum til ambands, með lágmarks tapsmargfeldi, en á sama tíma kemur í veg fyrir að einhver orka í móttökusviðinu renni aftur inn í sendingartækið. Öfugt við, leyfir Rx-síið veik innkommulag merki frá ambandinu í móttökusviðinu að fara til móttakans, en býður mikilli gagnstreitu sterkri sendingarmerkjum. Þessi nákvæma tíðnaskilun gerir full tvíundabindingu mögulega – getuna til að tala og hlusta samtímis.
Lykilhlutverk hitaeyðandi keramik efna
Framúrskarandi afköst þessara duplexer eru beint ásakaleg spekiálísaðra hitaeðlis keramika. Þetta eru ekki venjuleg keramik; þetta eru verkfræðilag efni með þrjár grundvallareiginleika sem gera þau að huglætum fyrir hárar tíð hlutakerfi:
• Hár dielektriskur stuðull (εr): Þessi eiginleiki ákvarðar hversu mikið rafsvið er beint innan í efni. Hár dielektriskur stuðull gerir kleift að raunverulega „styrt“ rafeindavið og bylgjulengd innan í keramikinu. Þetta gerir kleift að búa til mjög samdráttar byggingar á resonatorum, sem eru grunnsteinarinn fyrir innri síur. Af þessum ástæðum er hægt að framleiða allan duplexerinn miklu minni og léttari en viðkomandi útbúnaður sem notar loftfyllta eða önnur efni með lágan εr-stuðul.
• Hár gæðastuðull (Q-stuðull): Q-virði er mælikvarði á orkutap eða dreifingu innan resonantkráttar. Hátt Q-virði gefur til kynna lágan tap. Í raunverulegum hugtökum felst þetta beint í lágt innaflunartap. Fyrir útsendiloftnettið merkir lítill tap meiri útblástursmikilvægi og hærri ávöxtun. Fyrir viðtakiloftnettið merkir það betra viðkvæmi, þar sem veikari stefjur eru varðveittar frekar en að verða lesnar af duplexerinum sjálfum.
• Nálægt núlli hitastigstuðull sveifnusviðs (τf): Stöðugleiki á hlutans afköstum í gegnum hitamót er mikilvægur fyrir notkun í fríluftum og öryggisforritum. Nálægt núlli τf tryggir að miðja sviðið fyrir útsendihluta og viðtakahlaupa haldi sig stöðugt í ljósi breytinga á umhverfishitastigi. Þetta tryggir samræmd afköst og koma í veg fyrir að filtragerð passasviðið „drifi“ burt frá virku svæðinu, sem gæti leitt til slakmiklar á stefjukvalitati eða algjörum tengingarbilun.
Nákvæm greining lykilkenningar
Lýsingin á vörum birtir þrjár aðal eiginleika: lágt form, lágan innsetningar taps og hátt aðgreiningar. Hver einasti þessara eiginleika er bein afleiðing af efnaeiginleikum og nútímalegri hönnun.
• Lítill stærð og minni gerð: Há dielektríska fastið í keramík-efninu er aðalástæðan fyrir minni gerð. Með því að leyfa minni bylgjuhafvara, gerir það kleift að minnka marktækt flatarmál og vigt tvöfaldara samanborið við hefðbundin holrými eða bylgjuleiðarlausnir. Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir nútímavakerfi eins og litlum frumurás viðmóta, satellítsambandshnúta á hreyfanlegum vélum og flytjanlegt hergerð, þar sem pláss er verðmætt.
• Lágur innsetningar tapur: Sem sagt, er þetta bein ávinningur af háum Q-virkni dielektrískra keramika. Lægra gildi innsetningar taps (mælt oft í desíbelum, dB) merkir skilvirkari kerfi. Það varðar lengri byrli fyrir flytjanleg tæki, minni kælingarþarf fyrir grunnstöðvarbúnað og lengri rekstrijsvið vegna batnings viðfinningu móttakans. Hver milliforlita desíbel sem er sparað í innsetningartapi tvíleiðisins er verðmætt framlag til heildarlegs tengibyggðar kerfisins.
• Há eðlislögun: Þetta er sennilega mikilvægasti afköstastuðull duplexer. Aðgreining mælir gagnviðnámið milli útsendihliðar og móttökuhliðar. Mikil aðgreining er nauðsynleg til að koma í veg fyrir að sterku útsendsignalet "leki" inn í viðkvæma móttökubakenda. Ef ekki er nægileg aðgreining verður lekinn til að metta hljóðlágan rása (LNA) í móttökunni, sem veldur "blokkun" eða "viðkvæmiskmissi", og gerir móttökuna ófær um að greina ólífráðandi veik innsendar stef. Mikil aðgreining tryggir að kerfið geti sent á fullri aflkraft meðfram og samtímis móttaka með mikilli skýrleika.
Breiður umfangsdeild af forritum
Sérstæð samsetningin á þessum einkennum gerir háþróaða samskiptatæki með dielektrísku ceramik duplexer að frumvali í fjölbreyttum kröfuðum sviðum:
• Samskiptamiðlar: Þeir eru grundvallarhugbundnir fyrir 4G/LTE og 5G stórmóttakara og litlum frumum sem nota FDD, og tryggja skýra aðgreiningu milli upplink og niðurlink rásanna.
•Tengiliðahorn fyrir samskipti gegn geimhnetti: Í jörðuðum terminalum fyrir geóstöðug og lággóðsferðar (LEO) tölvupósta er stöðugleiki þeirra og lítið tapsmagn af ákveðinni mikilvægi til að halda traustum gagnatengingum.
• Radarskerfi: Bæði í her- og borgaralegum radarskerfum leyfa tvíleiðunartæki einni útvarpsríðu að skipta milli sendingar á hátt afl eða, í sumum framúrskarandi kerfum, vinna samtímis milli sendingar á hátt afl og móttöku veikra afdrifra.
• Stjórnkerfi: Þau eru notuð í jörðuðri undirlagsgreining fyrir kerfi eins og GPS-aukningu og flugstjórnarkerfi til að tryggja heildargildi staðsetningarmerkjanna.
• Trótlausar bakbindibúnaður: Þau mynda kjarna punkt-til-punkt hafrásartenginga sem mynda beinben á frumnetjum, og veita háa aðgreininguna sem nauðsynleg er fyrir traustan og hágetu gagnaflutning milli turna.
Ályktun
Samantektina er að hitareyktar duplexer af dielektrískum keramímefni er meistaverkefni í RF-verkfæralæsi, þar sem efnafræði og rásaformhönnun koma saman til að leysa grunnmál í trúaupptaka um símul. Þessi litli sniðgerð, sem gerir notkun á háum dielektrísku stuðli; frábær virkni í varðveislu á undirbendingu, sem gefin er af háum Q-stuðli; og traust aðgreining á undirbendingum eru ekki aðeins eiginleikar heldur nauðsyn fyrir nútímavisindaleg hitareyktarkerfi og þau sem verða í framtíðinni. Í takt við aukna eftirspurn eftir hærri gagnflutningstækifæri, meiri netþéttleika og betri tengingu mun hlutverk hitareyktar duplexers af dielektrískum keramímefni aðeins verða miðlægra til að gera mögulega tæknina sem tengir heiminn okkar.
EN