Свч устройства: СВЧ устройства, элементы и волноводы различных диапазонов волн

05.12.07 Антенны, СВЧ-устройства и их технологии

Паспорт специальности

Формула специальности

Антенны, СВЧ-устройства и их технология – область науки и техники, занимающаяся излучением и приемом электромагнитных волн, их распространением по трассам, линиям передачи, СВЧ-устройствам и средам управлением полями с помощью различных физических явлений, эффектов и устройств, включая исследования, разработку и создание антенн, СВЧ-устройств, материалов и компонентов, технологий их изготовления, электромагнитную совместимость, спецоборудование и метрологическое обеспечение, отличающаяся тем, что содержит новые научные и технические решения по разработке антенн, СВЧ-устройств и их технологий для радионавигации, радиолокации, телевидения, радиоастрономии, радиоуправления, радиоэлектронной борьбы, телекоммуникаций и для другой спецтехники во всех диапазонах радиочастот.

Специальность включает вопросы исследования, разработки, создания и производства новых антенн, устройств СВЧ и их технологии, радиоматериалов, элементной базы, решения задач электромагнитной совместимости, метрологического обеспечения, новых методов проектирования и новых технологических процессов.

Области исследований

  1. Решение внешних и внутренних дифракционных задач электродинамики для анализа и синтеза высокоэффективных антенн и СВЧ-устройств, определения их предельно-достижимых характеристик, возможных путей построения и т. д.
  2. Исследование характеристик антенн и СВЧ устройств для их оптимизации и модернизации, что позволяет осваивать новые частотные диапазоны, обеспечивать электромагнитную совместимость, создавать высокоэффективную технологию и т. д.
  3. Исследование и разработка новых антенных систем, активных и пассивных устройств СВЧ, в том числе управляющих, фазирующих, экранирующих и других, с существенно улучшенными параметрами.
  4. Исследование и разработка интегрированных схем СВЧ новых поколений.
  5. Изыскание рациональных путей построения антенн или антенных систем для новых областей использования радиоизлучения (технологий производства, биологии, медицины и т.д.).
  6. Разработка и исследование новых технологий производства, настройки и эксплуатации антенных систем.
  7. Исследование и разработка метрологического обеспечения проектирования, производства и эксплуатации антенных систем и СВЧ- устройств.
  8. Исследование и разработка адаптивных и малошумящих антенных систем, больших антенн с высоким усилением, активных ФАР со сверхбольшими мощностями излучения, радиооптических антенных систем и антенн с уникальными характеристиками.
  9. Разработка методов проектирования и оптимизации антенных систем и СВЧ-устройств широкого применения.
  10. Исследования распространения радиоволн на различных трассах в природных и искусственных средах и влияние условий распространения и вида подстилающей поверхности на характеристики антенн.

Примечание

Специальность не включает:

  • исследований методов и алгоритмов строгого решения уравнений электродинамики;
  • исследований взаимодействия электромагнитных полей с молекулярной структурой вещества;
  • исследований общих вопросов эффективности радиотехнических систем.

Эти области исследования включены и специальности:

  • 01.04.03 – Радиофизика
  • 05.27.01 – Твердотельная электроника, электронные компоненты, микро и наноэлектроника приборы на квантовых эффектах
  • 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения

Отрасль наук

  • технические науки (за разработку антенн, устройств СВЧ, технологии их производства и за применение их в народном хозяйстве)
  • физико-математические науки (за исследования теоретического характера)

Проектирование СВЧ устройств / Евроинтех

CST STUDIO SUITE 2021 — моделирование трехмерных электромагнитных структур

Пакет CST STUDIO SUITE представляет собой набор инструментов для проектирования, моделирования и оптимизации трехмерных электромагнитных систем, использующийся самыми передовыми технологическими и инжиниринговыми компаниями во всем мире. Три краеугольных камня лежат в основе продуктов CST: точность, скорость и практичность.

Antenna Magus — специализированный продукт для проектирования антенн

Продукт Antenna Magus, разработанный компанией Magus (Pty) Ltd и предназначенный для проектирования и моделирования антенн различных типов, представляет собой базу данных различных антенн, из которой пользователь может выбрать подходящую параметризованную модель и экспортировать ее в пакет CST MICROWAVE STUDIO, где затем выполняется ее моделирование и оптимизация.

FEST3D — точный и быстрый анализ пассивных волноводных устройств

Продукт FEST3D предназначен для проведения численного моделирования пассивных волноводных устройств. В основе вычислительного алгоритма лежит метод моментов и метод Boundary Integral-Resonant Mode Expansion. Такая комбинация численных методов позволяет получить результаты с высокой точностью и эффективным использованием вычислительных ресурсов, что становится особенно актуально в случае анализа устройств с несколькими рабочими модами.

Opera — численное электромагнитное моделирование в области нижних частот

Программное обеспечение Opera предназначено для анализа методом конечных элементов электромагнитных и электромеханических 2D и 3D систем. Программа Opera дополняет существующую линейку продуктов SIMULIA EM расширенными возможностями моделирование в области нижних частот, что очень важно для проектирования магнитов, электродвигателей и других электрических машин.

µWave Wizard — синтез и моделирование волноводных СВЧ

Пакет μWave Wizard представляет собой специализированное программное обеспечение для проектирования СВЧ устройств, использующее метод согласованных мод (Mode-Matching), который наилучшим образом подходит для моделирования и оптимизации пассивных СВЧ устройств и антенн.

Master Lead Frame Designer Suite — проектирование металлизированных корпусов

Специализированная среда разработки топологий металлизированных корпусов (Lead Frame), реализованную на базе универсального ядра EPD Core Engine — набора LISP и ARX программ, разработанных компанией CAD Design Software для проектирования электронных модулей в пакетах Autodesk AutoCAD и BricsCAD. Среда имеет практически неограниченные возможности и позволяет создавать сколь угодно сложные конструкции.

Optenni Lab — синтез цепей согласования СВЧ устройств

Optenni Lab представляет собой специализированное программное обеспечение, предназначенное для автоматического синтеза цепей согласования СВЧ устройств, оценки максимально достижимой полосы рабочих частот антенн и расчета худшего случая развязки между несколькими антеннами в системе.

СВЧ устройства неразрушающего метода контроля

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрена актуальность СВЧ неразрушающего метода контроля и особенности применения в авиационной промышленности. Рассмотрены физические принципы и основные методы применяемых устройств для СВЧ – неразрушающих методов контроля.  Делается обзор особенностей конструкций и схемотехники приборов СВЧ для неразрушающего контроля. Приводятся сведения стандартов и средств по безопасности эксплуатации СВЧ- техники.

ABSTRACT

In this article, the relevance of SHF non-destructive method of control is considered and features of the application in the aviation industry. The physical principles and basic methods of the applied devices for SHF — non-destructive methods of control are considered. A review is made of the structural features and circuitry of SHF devices for non-destructive control. Data of standards and means for safety of operation of SHF equipment are given.

Ключевые слова: СВЧ, неразрушающий метод контроля, авиационная промышленность, СВЧ толщиномер, излучение.

Keywords: SHF, non-destructive method of control, the aviation industry, SHF — thickness gauge, radiation.

История методов неразрушающего контроля исходит к глубокой древности, когда мастер брал в руки изготовленное подмастерьем изделие и пристально всматривался в него, тщательно фиксируя все нюансы изготовления, мысленно сверяя, то что он видел, с эталоном, который был известен досконально только ему. Да это были первые методы неразрушающего контроля – визуальный осмотр, который в дальнейшем стал одним из направлений оптического метода неразрушающего контроля.

Понадобились многие годы развития техники и технологий, были сделаны множество открытий, прежде чем в пятидесятых годах прошлого века появился радиоволновой метод неразрушающего контроля и как развитие – СВЧ метод. В настоящее время данный метод занял свою, достойную нишу среди методов неразрушающего контроля. Особенность данного метода – дистанционное зондирование структуры диэлектрического материала оказалось очень ценным для авиационной техники, где раньше других областей, искали возможность замены металлов материалами более легкими, но без потери прочности. Такими материалами оказались слоистые композиты, а также различные сотовые конструкции, в частности сотовые заполнители, благодаря которым достигалась высокая прочность конструкции, при очень малых массогабаритных показателях (рис. 1).

Рисунок 1. Пример сотовых конструкций, широко применяемые в авиастроении

Выяснилось также, что СВЧ-методы неразрушающего контроля обладают ещё и такими ценными качествами, как возможность контроля с большой скоростью (а значит возможно исследование больших площадей, при малых затратах времени), высокой разрешающей способностью (при длине волны λ = 1 мм, разрешающая возможность одиночного дефекта – 0,1 мм). Очень ценным качеством СВЧ методов является также возможность контроля изделия в динамике, т.е. во время его эксплуатации, чем не может похвастаться ни один из других методов неразрушающего контроля. Если добавить к этому простоту и надежность аппаратуры СВЧ-контроля, то можно ответственно сказать, что это ценнейший метод для авиастроения, значение которого будет только возрастать с ростом использования (рис.2).

Рисунок 2. Соотношение композитных материалов в конструкции лайнера МС-21

Таким образом, с большим применением СВЧ-методов неразрушающего контроля будет возрастать надежность и качество диагностики возможных дефектов таких ответственных узлов в конструкции воздушного судна, как несущие плоскости крыльев, киль, стабилизатор, рули и элероны и других, а значит, будет повышаться безопасность авиационной техники.

Физические принципы, которые положены в основу СВЧ-методов неразрушающего контроля, хорошо рассмотрены в работе [2], но необходимо ещё раз подчеркнуть, что они основаны на взаимодействии радиоволн диапазона СВЧ с диэлектрическим слоем, либо на отражении от проводящего слоя, что описывается также в ГОСТ на данный метод [1]. Результаты взаимодействия зависят от геометрической формы диэлектрического слоя, от вида материала, или материалов, входящих в этот слой, а также от состояния поверхности, например, от влажности. Часть энергии электромагнитной волны отражается от материала, часть проходит сквозь него и может отражаться от границы сред. Чем выше частота, а значит, меньше длина волны СВЧ-излучения, тем более принципы распространения электромагнитной волны становятся похожими на распространения света, а в оптике коэффициент преломления n определяется как соотношение скорости света в вакууме к скорости распространения в материале.

                                                                     (1)

где последний результирующий член –квадратный корень из произведения диэлектрической и магнитных относительных проницаемостей материала, в котором распространяется волна. Так как большинство диэлектриков имеет относительную магнитную проницаемость порядка единицы, то коэффициент преломления будет зависеть от диэлектрической проницаемости материала.

Для практического применения СВЧ-диапазона в неразрушающих методах контроля, необходимо заместить объект взаимодействие радиоволн со средой, на модель длинной линии с комплексным сопротивлением, которое уже можно оценивать не только качественно, но и количественно (2).

                                                                                   (2)

где μа – абсолютная магнитная, а εа – диэлектрическая проницаемость среды. Для идеального диэлектрика z вещественно и при εа = 1 равно 377 Ом.

Отношение тангенса диэлектрических потерь:

                                                                            (3)

Это отношение является важнейшим параметром диэлектриков. Здесь γ – удельная электрическая проводимость, ω – угловая частота.

При расчетах к идеальным диэлектрикам относят на частоте меньше, чем 9·106 Гц при tgδ <0,01 – материал является диэлектриком. На частоте большей 9·1010 Гц tgδ > 100 – это проводник. В промежуточной области материал – несовершенный диэлектрик и характеризуется комплексной диэлектрической проницаемостью комплексным волновым сопротивлением:

                                                              (4)
(5)

Модуль комплексного сопротивления:

                                                                           (6)

а аргумент:

                                                                             (7)

Значения ε и tgδ для различных сухих материалов известны, либо легко могут быть получены экспериментально. Это в свою очередь может служить основой для расчета параметров СВЧ-установки для неразрушающих методов контроля.

Очень часто, СВЧ установки неразрушающего метода, являются толщиномерами, которые в зависимости от цели, конструируют с одной, или двумя антеннами, направленными под углом, к поверхности, либо работающих на просвет. Схема такой установки, которая работает по геометрическому принципу, изображена на рисунке 3.

На рисунке приняты следующие обозначения:

Рисунок 3. Схема толщиномера, построенного на геометрическом принципе

1 – передaющaя aнтеннa (излучaтель) с диэлектрическoй встaвкoй; 2 – приемнo-индикaтoрнaя aнтеннa с диэлектрическoй встaвкoй; 3 – сoглaсующaя диэлектрическaя плaстинa; 4 – кoнтрoлируемый слoй; 5 –мехaнизм перемещения приемнo-индикaтoрнoй aнтенны; 6 – oптическaя oсь пучкa, oтрaженнoгo oт зaдней пoверхнoсти слoя; 7 – тo же, нo oт передней пoверхнoсти без сoглaсующей плaстины; 8 – детектoрнaя секция; 9 – нaпрaвленный oтветвитель; 10 – генерaтoр СВЧ; 11 – усилитель НЧ; 12 – индикaтoр; 13 – истoчник питaния; 14 – мoдулятoр.

На рисунке 4 изображена диаграмма замера толщины листа полистирола. Схема демонстрирует, кстати, ещё одно важное свойство СВЧ-неразрушающего метода контроля – простоту схемных и конструктивных решений.

Рисунок 4. Диаграмма измерения толщины листа полистирола

Иногда, систему волноводов и антенн в СВЧ-технике, называют «канализирующими» системами, что можно также перефразировать как,системы, которые состоят из систем, которые представляют собой каналы распространения СВЧ-излучения, а это трубы (волноводы) и антенны, которые просты по своему устройству. При современных электронных приборах СВЧ (диоды, транзисторы, микросхемы), такие системы ещё более просты, т.к. по сути представляют собой одну, часто монолитную конструкцию (рис.5).

Рисунок 5. Конструкция антенны с детектором и электронным блоком обработки

Важнейшим мероприятием при работе с СВЧ-техникой, является получение знаний и навыков, по безопасности работы.

Современная наука уже выяснила, что опасность от СВЧ-излучения, хотя и может представлять опасность для организма человека, но не представляет такой опасности, как например опасность от радиоактивных установок по неразрушающим методам контроля. СВЧ- излучение не обладает ионизирующим свойством. Опасность – выделение тепла при поглощении тканями излучения СВЧ. Это может привести к помутнению хрусталика глаза, что может повлечь даже полную слепоту. Защита от СВЧ-облучения – применение экранирующих, либо поглощающих экранов и строгое соблюдение техники безопасности.

Список литературы:
1. ГOСТ 23480-79 Кoнтрoль нерaзрушaющий. Метoды рaдиoвoлнoвoгo видa. Oбщие требoвaния (с Изменениями N 1, 2)
2. Нерaзрушaющий кoнтрoль: Спрaвoчник: В 7 т. Пoд oбщ. ред. В.В. Клюевa.A.A. Кеткoвич, М.В. Филинoв. Кн. 3: Рaдиoвoлнoвoй кoнтрoль. /В.И. Мaтвеев. — М.: Мaшинoстрoение, 2004г.
3. Характеристики методов радиоволнового вида диагностики/ [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: http://poznayka.org/s21672t1.html
4. Черное крыло для МС-21/ [Электронный ресурс] – Режим доступа: URL: https://www.aex.ru/docs/3/2015/3/19/2205/

РАСЧЕТ И ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК Мительман Ю. Е., Абдуллин Р. Р., Сычугов С. Г., Шабунин С. Н. ; Под общ. ред. Мительмана Ю.Е. Учебное пособие – Образовательная платформа Юрайт. Для вузов и ссузов.

Данное учебное пособие поможет студентам в освоении методик расчета и измерения характеристик широкого класса устройств СВЧ и антенных систем. В нем приведены примерные схемы измерений, рассмотрены особенности расчета и измерения коэффициентов передачи и снятия диаграмм направленности. Часть материала посвящена измерению коэффициента усиления, исследованию поляризационных свойств формируемого антеннами поля. Изложены методики расчета и измерения направленных ответвителей; мостовых, ферритовых и согласующих устройств; вибраторных, щелевых волноводных, рупорных и линзовых, а также микрополосковых антенн.

Укажите параметры рабочей программы

Дисциплина

Устройства сверхвысокой частоты и антенны (СВЧ) и антенны

УГС

11.00.00 «ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОТЕХНИКА И СИСТЕМЫ СВЯЗИ»

Направление подготовки

Уровень подготовки

Устройства СВЧ и антенны | SibFU

Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:

официальное издание
Телекоммуникации. Аудио- и видеотехника.
Термины и определения. Часть 3: Сб. стандартов. —
М.: Стандартинформ, 2005

Issued Date2012
DescriptionУчебно-методическое пособие для лабораторных работ студентов очной и заочной форм обучения спец. 210302.65, 210300.62, 210304.65. «Радиотехника», 210303.65 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура».
DescriptionДоступ к полному тексту открыт из сети СФУ, вне сети доступ возможен для читателей Научной библиотеки СФУ или за плату.
AbstractВ методических указаниях по выполнению лабораторных работ рассмотрены принципы работы и методы измерений параметров основных устройств и антенн СВЧ диапазона. В цикле лабораторных работ представлены как простые излучатели и устройства, так и сложные антенные системы типа зеркальной антенны с электромеханическим сканированием диаграммы направленности. Основное внимание уделяется характеристикам и параметрам антенн, методам расчета, измерения и представления характеристик направленности. Изучаются принципы работы основных СВЧ устройств, методы измерения параметров, в частности элементов волновой матрицы рассеяния. Приводятся сведения об измерительных приборах СВЧ диапазона, порядке их использования, о необходимых мерах предосторожности при выполнении измерений в СВЧ диапазоне.
Languagerus
PublisherСФУ
RightsДля личного использования.
Subjectантенны СВЧ
SubjectСВЧ устройства
Subjectизлучающие устройства
Subjectфильтры СВЧ
Subjectучебно-методические пособия
TitleУстройства СВЧ и антенны
TypeBook
UDC621.396.76(07)
Corporate ContributorСибирский федеральный университет
Publisher LocationКрасноярск
Full Text on Another Sitehttps://bik.sfu-kras.ru/elib/view?id=BOOK1-62.39%2F%D0%A3+824-519934
Identifier in IRBISRU/НБ СФУ/BOOK1/62.39/У 824-519934
CompilerСаломатов, Юрий Петрович
CompilerПанько, Василий Сергеевич
CompilerВолошин, Александр Сергеевич

Термин

Определение

ТИПЫ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ СВЧ ЭНЕРГИИ

1. Полосковая линия передачи

Полосковая линия

Strip transmission line

Одно-, двух- или трехпроводная линия передачи сверхвысоких частот с поперечным сечением в виде параллельных прямых или отрезков прямых, лежащих на одной прямой.

Примечания:

1. Представление поперечного сечения в виде прямой является идеализацией. Реальные проводящие слои имеют конечную толщину.

2. Полосковые линии передачи по конструктивно-технологическому выполнению подразделяются на воздушно-полосковые, микрополосковые и др.

2. Симметричная полосковая линия передачи

Симметричная полосковая линия

Symmetric strip transmission line

Двух- или трехпроводная полосковая линия передачи, имеющая две плоскости симметрии, линия пересечения которых параллельна направлению распространения энергии

3. Несимметричная полосковая линия передачи

Несимметричная полосковая линия

Microstrip transmission line

Двух- или трехпроводная полосковая линия передачи в виде параллельных прямых, имеющая одну плоскость симметрии, параллельную направлению распространения электромагнитной энергии

4. Щелевая линия передачи

Щелевая линия

Slot transmission line

Двухпроводная полосковая линия передачи, в которой электромагнитная волна распространяется вдоль щели между проводящими поверхностями, находящимися в одной плоскости

5. Копланарная линия передачи

Копланарная линия

Coplanar transmission line

Трехпроводная полосковая линия передачи, в которой электромагнитная волна распространяется вдоль щелей между проводящими поверхностями, находящимися в одной плоскости

УСТРОЙСТВА И ЭЛЕМЕНТЫ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ

6. Полосковый узел

Ндп. Полосковая сборка

Strip line junction

Устройство на полосковых линиях передачи, выполняющее одну или несколько радиотехнических функций и имеющее законченное конструктивное и схемное выполнение.

Примечания:

1. Полосковые узлы в зависимости от вида линий подразделяются на воздушно-полосковые, микрополосковые и т.д.

2. Под радиотехнической функцией понимаются операции, выполняемые радиотехническими устройствами: передача электромагнитной энергии, различные преобразования СВЧ сигнала, генерирование электромагнитной энергии

7. Интегральный полосковый узел

Integral strip line junction

Полосковый узел, все элементы которого не могут рассматриваться как отдельные изделия, а нераздельно связаны и электрически соединены между собой так, что устройство рассматривается как единое конструктивно оформленное целое

8. Гибридный интегральный полосковый узел

Integral hybrid strip line junction

Полосковый узел, часть элементов которого имеет самостоятельное конструктивное оформление

9. Полосковый элемент

Strip element

Конструктивно неделимая часть полоскового узла, являющаяся элементом с распределенными параметрами принципиальной электрической схемы полоскового узла

10. Полосковая плата

Strip plate

Основание с нанесенными на его поверхности и (или) сформированными в его объеме проводящими и непроводящими слоями, реализующими схему с полосковыми линиями передачи

11. Односторонняя полосковая плата

One sided strip plate

Полосковая плата, проводящие слои которой нанесены только на одну сторону основания

12. Ответная полосковая плата

Односторонняя полосковая плата, являющаяся частью полосковой симметричной линии передачи

13. Двусторонняя полосковая плата

Bilaeril strip plate

Полосковая плата, проводящие слои которой нанесены на обе стороны основания

14. Основная полосковая плата

Bise strip plate

Двусторонняя полосковая плата, являющаяся частью симметричной полосковой линии передачи

15. Основание полосковой платы

Substrate strip plate

Элемент конструкции полосковой платы, представляющий собой слой непроводящего материала, на поверхности и (или) в объеме которого формируется рисунок полосковой платы

16. Рисунок полосковой платы

Рисунок

Pattern of the strip plate

Конфигурация проводящего и (или) непроводящего слоев, наносимых на основание полосковой платы

17. Экран полосковой линии передачи

Screen of the strip line

Проводящий слой двух- или трехпроводной полосковой линии, ширина которого значительно превышает ширину проводящего слоя

Линия копланарная

5

Линия передачи копланарная

5

Линия передачи полосковая

1

Линия передачи полосковая несимметричная

3

Линия передачи полосковая симметричная

2

Линия передачи щелевая

4

Линия щелевая

4

Линия полосковая

1

Линия полосковая несимметричная

3

Линия полосковая симметричная

2

Основание полосковой платы

15

Плата полосковая

10

Плата полосковая двусторонняя

13

Плата полосковая односторонняя

11

Плата полосковая основная

14

Плата полосковая ответная

12

Рисунок

16

Рисунок полосковой платы

16

Сборка полосковая

6

Узел полосковый

6

Узел полосковый интегральный

7

Узел полосковый интегральный гибридный

8

Экран полосковой линии передачи

17

Элемент полосковый

9

Bilaeril strip plate

13

Bise strip plate

14

Coplanar transmission line

5

Integral hybrid strip line junction

8

Integral strip line junction

7

Microstrip transmission line

3

One sided strip plate

11

Pattern of the strip plate

16

Screen of the strip line

17

Slot transmission line

4

Strip element

9

Strip line junction

6

Strip plate

10

Strip transmission line

1

Substrate strip plate

15

Symmetric strip transmission line

2

Термин

Определение

1. Базовые элементы

Система точек, линий и базовых отверстий, предназначенных для определения положения проводящих слоев и отверстий полосковой платы, а также других элементов полоскового узла

2. Рабочая поверхность оригинала

Поверхность оригинала, на которую нанесено изображение рисунка полосковой платы в любом масштабе

3. Пробельное место

Участок поверхности полосковой платы, свободной от проводящего и (или) непроводящего покрытия

4. Заготовка основания полосковой платы

Заготовка

Пластина непроводящего материала, прошедшая предварительную механическую обработку, из которой в дальнейшем изготовляется полосковая плата в соответствии с требованиями чертежа

5. Полосковая тест-плата

Тест-плата

Полосковая плата, изготовляемая для обработки, контроля и настройки технологического процесса изготовления основного типа полосковых плат

4 Управляющие и невзаимные устройства СВЧ. Антенные переключ…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про управляющие, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое
управляющие,невзаимные устройства свч антенные переключатели ферритовые вентили,циркуляторы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны

4.

1. Управление амплитудой и фазой СВЧ сигналов

В современных радиотехнических системах широко применяют устройства управления амплитудой (многоканальные переключатели, аттенюаторы , амплитудные модуляторы,ограничители) и фазой (фазовращатели) СВЧ сигнала.

Для этих целей используют СВЧ диоды. Управляющий СВЧ диод может включаться в линию последовательно или параллельно.

В микрополосковую линию бескорпусные диоды обычно включают параллельно.

Принцип работы многоканального переключателя (рис. 4.1) заключается в том, что при подаче положительного смещения диод открывается, его сопротивление становится намногоменьше Z0 и линия в этом сечении шунтируется диодом.

Рис. 4.1 — Схема многоканального переключателя

Подводимая мощность отражается от этого сечения линии. Если же на диод подать отрицательное смещение, то он закрывается, его сопротивление становится большим и не шунтируетлинию. В диоде поглощается небольшая доля переключаемой мощности. Это позволяет выполнять переключатели для относительно большой мощности на маломощных приборах. Если этамощность мала (менее 1 Вт), то можно применять СВЧ диоды различных типов: варакторы, туннельные диоды и др. Если же уровень мощности превышает 1 Вт, то пригодны только р-i-n —диоды, способные рассеять до 10 Вт средней мощности. Необходимо отметить, что вносимые потери в переключателе в режиме пропускания LПи запирания LЗ связаны зависимостью

где Rmax, Rmin — сопротивления диода при подаче отрицательного и положительного смещения соответственно, К — качество р-i-n-диода.

Обычно переключатели разрабатывают на максимальный уровень переключаемой мощности. В этом случае режим работы переключателя целесообразно выбрать таким, чтобы вположениях «включено» и «выключено» в диоде поглощалась одинаковая мощность. При этом в диоде поглощается около 6% коммутируемой мощности. Потери в режиме «включено»составляют 0,5 дБ, в режиме «выключено» (26…28) дБ. Если требуется увеличить вносимые потери в режиме «выключено», вдоль линии можно установить несколько диодов на расстояниичетверти длины волны. Мощность управления одним р-i-n

— диодом составляет (0,03…0,1) Вт.

Если нужно уменьшить мощность управления (например, при большом числе диодов), можно применить варакторы МДП. У этих приборов при изменении напряжения смещенияизменяется емкостная проводимость. Ток утечки в них не превышает 10-14 А, из за чего требуемаямощность управления существенно уменьшается.

На основе одноканального переключателя созданы электрически управляемые аттенюаторы. В них напряжение смещения диода плавно изменяют в пределах ±Uсм При этом вносимоезатухание изменяется в пределах (0,5…28) дБ.

Если в линию включить варактор или диод с барьером Шоттки без внешнего смещения, то на нем за счет проходящего сигнала поддерживается постоянное напряжение порядка 1 В, т. е.происходит амплитудное ограничение сигнала. Такие схемы используются в РЛС для защиты входных цепей приемников и в ЧМ приемниках для устранения паразитной амплитудноймодуляции.

Переключающие свойства р-i-n-диодов используют для создания дискретных микрополосковых фазовращателей (рис. 4.2).

Рис. 4.2 — Схемы одного разряда микрополосковых фазовращателей с переключением отрезков линий (а), мостового (б), шлейфного (в)

Такие фазовращатели для упрощения управления ими строят по принципу двоичной разрядности.

На практике широко применяются переключатели и аттенюаторы, выполненные на широкополосных направленных ответвителях (ШНО), которые используются при разработкемодуляторов. На рис. 4.3 показан антенный коммутатор на двух 3 дБ-мостах.

Рис. 4.3 — Схема антенного коммутатора

При передаче VD1 и VD2 открыты, мощность передается в точки 5 и 6 и не поступает в антенну. Отражаясь через открытые диоды, сигналы со сдвигом фаз 90°, складываясь в ШНО1,поступают в антенну синфазно. Из-за неидеальности элементов VD1 и VD2 мощность просачивается в плечи 7 и 8, при этом синфазно складывается в плече 3 и гасится резистором R ипротивофазно -в плече 4 ( сигнал отсутствует). При приеме диоды закрыты, при этом сигнал из антенны делится пополам в плечах 5 и 6 и передается в плечи 7 и 8 соответственно . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . При этом вплече 4 сигналы в фазе, ав 3 -в противофазе (сигнал отсутствует).

Если в плече 2 установить резистор R= Z0, схема превратится в выключатель (плечо 1 — вход, 4 — выход). Если VD1 и VD2 открыты — состояние «выключено», закрыты — «включено».Если управляющий ток подавать не скачком, а плавно, можно плавно модулировать мощность на выходе.

Аттенюатор на основе одиночного ШНО изображен на рис.4.4.

Рис. 4.3 — Схема аттенюатора на основе одиночного ШНО

Вход и выход являются развязанными плечами. Как и в предыдущем случае, можно плавно модулировать входной сигнал.

4.2. Невзаимные устройства СВЧ диапазона

В технике СВЧ широкое применение находят устройства, в которых используются ферриты , помещенные в постоянное подмагничивающее поле: резонансный ферритовый вентиль,ферритовый вентиль на смещении поля, ферритовый Y-циркулятор, ферритовый циркулятор на основе эффекта Фарадея и др.

Ферритовый вентиль — СВЧ-устройство с односторонним прохождением электромагнитной волны, то есть с очень малым затуханием волны, проходящей в одном направлении, и очень большим — для волны обратного направления.

Циркулятор — согласованный недиссипативный невзаимный многополюсник , в котором передача мощности происходит в одном направлении с входа 1 на вход 2, с входа 2 на вход 3 и т. д., с входа с наибольшим номером — на вход 1 . Чаще всего применяются шестиполюсные и восьмиполюсные
циркуляторы (т. е., соответственно, с тремя и четырьмя входами, называемые Y- и X-циркуляторами). Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств (функциональных узлов СВЧ), например: для одновременного использования общей антенны на передачу и на прием; в параметрических усилителях; в схемах сложения мощностей генераторов.

Феррит обладает одновременно магнитными свойствами ферромагнетика и электрическими диэлектрика (диэлектрическая проницаемость , тангенс угла потерь , удельная проводимость сим/м). При отсутствии постоянного магнитного поля начальная магнитная проницаемость практически равна единице.

У ферритов, подмагниченных постоянным магнитным полем, относительная магнитная проницаемость является кососимметричным тензором второго ранга, то есть описывается девятью скалярными величинами:

где — скалярные величины, определяющие значение относительной магнитной проницаемости феррита.

Действительные составляющие компонет тензора магнитной проницаемости определяют фазовую скорость распространения электромагнитной волны, а мнимые — магнитное поле в

феррите. Выражения для компонент  приведены в [6].

Реакция намагниченного феррита на электромагнитное поле СВЧ существенно зависит от соотношения между направлением распространения электромагнитной волны в феррите и направления подмагничивающего поля. При поперечном подмагничивании направление вектора Н подмагничивающегополя перпендикулярно направлению распространения волны, а при продольном подмагничивании эти направления совпадают. И в том и в другом случаях магнитнаяпроницаемость феррита может быть выражена через эффективные скалярные относительные магнитные проницаемости:

— при поперечном подмагничивании

и — при продольном подмагничивании.

В безграничной ферритовой среде при поперечном подмагничивании электромагнитный процесс может быть описан двумя линейно поляризованными волнами:

— обыкновенной, для которой вектор напряженности СВЧ магнитного поля поляризован в направлении, совпадающем с направлением подмагничивающего поля и эффективная магнитная проницаемость феррита равна

— необыкновенной, у которой вектор напряженности СВЧ магнитного поля поляризован в плоскости перпендикулярной к направлению подмагничивающего поля и

эффективная магнитная проницаемость — .

Эти волны имеют разные скорости распространения. Между ними возникает фазовый сдвиг, что проводит к изменению поляризации электромагнитного поля на пути распространенияволны от линейной до круговой и наоборот. Это явление называется двойным лучепреломлением или эффектом Коттона-Мутона.

В развязывающих приборах (вентилях, Y-циркуляторах)используется только необыкновенная волна.

При продольном подмагничивании электромагнитный процесс в феррите может быть описан двумя волнами с круговой поляризацией разного направления: «+» (правополяризованной) и«–» (левополяризованной), для которых феррит имеет эффективные магнитные проницаемости , соответственно. У правополяризованной волны вектор магнитного поля вращается по часовой стрелке для наблюдателя, смотрящего по направлению подмагничивающего поля, а у левополяризованной волны оно имеетпротивоположное направление. Скорости распространения этих волн разные, поэтому между ними возникает фазовый сдвиг. Направление вращения плоскости поляризации определяетсятолько направлением подмагничивающего поля и не зависит от направления распространения электромагнитной волны. Это невзаимное явление называется эффектом Фарадея.

В [7] показано, что величина вещественной части эффективной магнитной проницаемости  определяется из формулы

Таким образом, необыкновенная волна может быть представлена суперпозицией двух волн с круговой поляризацией вектора СВЧ магнитного поля. В данном случае направление распространения волны лежит в плоскости, перпендикулярной направлению подмагничивающего поля. В большинстве СВЧ ферритовыхустройств используются прямоугольные волноводы с волной типа Н10. В целом эта волна линейно поляризованная.

Однако существуют две продольные плоскости, параллельные узкойстенке, где магнитное поле имеет чисто круговую поляризацию. Направления вращения векторов СВЧ магнитного поля в этих плоскостях взаимно противоположны и меняются наобратные при изменении направления распространения СВЧ энергии в волноводе. В произвольных продольных сечениях волновода СВЧ магнитное поле имеет эллиптическуюполяризацию.

Так, при конструировании волноводных резонансных вентилей ферритовые вкладыши, имеющие обычно форму пластин, размещаются вдоль волновода так, чтобы осьсимметрии их поперечного сечения лежала в одной из плоскостей с круговой поляризацией СВЧ магнитного поля. В длинноволновой части сантиметрового и в дециметровом диапазонахдлин волн применяют волноводные резонансные вентили с ферритовыми вкладышами, расположенными в плоскости H. Для них требуется высокое значение внешнегоподмагничивающего поля. Это позволяет избежать взаимных потерь в области «слабых полей» в режиме, когда намагниченность феррита не достигает насыщения. В сантиметровомдиапазоне длин волн применяют волноводные вентили со смещением поля (рис. 4.4).

Рис. 4.4 — К пояснению принципа действия вентиля на смещении поля

Они содержат: постоянный магнит 1, создающий поперечное подмагничивающее поле; ферритовый вкладыш 2; резистивная пленка 3. Если ферритовый вкладышнамагничен поперечным постоянным магнитным полем

так, что вещественная часть величины эффективной магнитной проницаемости ’  становится отрицательной, одна из распространяющихся волн («обратная», обозначенная на рис. 4.4 как E )приобретает характер поверхностной волны. Такая волна распространяется вдоль поверхности вкладыша и имеет максимальную амплитуду напряженности электрического поля на границераздела феррит — незаполненный волновод. По мере удаления от этой границы амплитуда поля уменьшается экспоненциально. Волна противоположного направления («прямая», обозначеннаяна рис. 4.4 как E ) не является поверхностной, изменение амплитуды напряженности поля в поперечном сечении имеет гармонический характер и она по структуре отличается от основноготипа волны h20 и

имеет вид, как показано на рис. 4.4.

Если нанести на правую (по рис. 4.4) поверхность ферритового вкладыша тонкую резистивную пленку, то «обратная» волна будет поглощаться значительно сильнее, чем «прямая»,которая имеет в месте размещения поглощающей пленки малую (близкую к нулю) амплитуду поля.

С изменением напряженности постоянного магнитного поля будут изменяться свойства ферритовой пластинки, что сказывается на характеристиках вентиля. В табл. 4.1 приведенызначения основных параметров вентилей: прямого Lр и обратного Lр

затуханий и собственного КСВ, а также для сравнения указаны величины напряженности постоянного подмагничивающего поля H 0.

Табл. 4.1 — Основные параметры ферритовых вентилей

Трехплечие циркуляторы.

Кроме вентилей, в технике СВЧ применяются циркуляторы (рис. 4.5), которые позволяют обеспечить развязку каналов и согласование СВЧ устройств.Циркулятор представляет собой торцевое соединение трех или четырех полосковых линий или волноводов в Н-плоскости под углом 120° или 90°. В центре соединенияустанавливаетсяферритовый диск, находящийся в постоянном полемагнита.

Рис. 4.5 — Варианты конструкции трехплечих Y-циркуляторов

Наиболее простым в конструктивном исполнении является циркулятор, в котором феррит окружен диэлектрической втулкой (рис. 4.5, а). Конструкция циркулятора для работы приповышенной импульсной мощности отличается тем, что в нем используются два ферритовых диска, размещенных на одной оси с небольшим зазором между дисками (рис. 4.5, б). Дляобеспечения согласования на входах циркулятора в широком диапазоне частот применяются диэлектрические штыри, размещаемые относительно ферритового диска как показано на рис. 4.5, в.

Действие циркулятора можно объяснить следующим образом. Волна типа Н10, поступающая в плечо 1, дифрагирует на ферритовом цилиндрическом вкладыше и

возбуждает равные по амплитуде поверхностные волны, огибающие феррит в противоположных направлениях. Взаимодействие этих поверхностных волн с намагниченным ферритом характеризуется различными значениями магнитной

проницаемости. При этом фазовые скорости поверхностных волн оказываются различными. Подбирая диаметр ферритового цилиндра и величину намагничивающего поля Н0, можно присложении поверхностных волн получить пучность напряженности электрического поля в центре плеча 2, а узел напряженности электрического поля в центре плеча 3. При этом энергия из плеча1 поступит в плечо 2 и не поступит в плечо 3. Если энергия подается со стороны плеча 2, то она передается в плечо 3 и не поступает в плечо 1. При подаче энергии в плечо 3 она передается вплечо 1 и не поступает в плечо 2. В реальных конструкциях циркуляторов имеет место просачивание мощности из плеча 1 в плечо 3 ит.д. Поэтому для характеристики циркуляторовприменяются такие параметры, как развязка между плечами

Lр и прямые потери Lр . Y-циркуляторы чувствительны к колебаниям окружающей температуры, величине магнитного поля, размерам ферритов и т.д. Для устранения этогоферрит помещают в диэлектрическую втулку, которая может являться своеобразным элементом настройки циркулятора, так как подбором еедиаметра можнорегулировать ширину рабочей полосы. Для примера характеристики некоторых циркуляторов представлены в табл. 4.2.

Табл. 4.2 — Характеристики некоторых Y-циркуляторов

внешний вид циркулятора

Ферритовый вентиль

А как ты думаешь, при улучшении управляющие, будет лучше нам? Надеюсь, что теперь ты понял что такое управляющие,невзаимные устройства свч антенные переключатели ферритовые вентили,циркуляторы
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Устройства СВЧ и антенны

Микроволновые печи | FDA


Описание

Микроволновые печи нагревают пищу с помощью микроволн — формы электромагнитного излучения, похожего на радиоволны. Микроволны обладают тремя характеристиками, которые позволяют использовать их в кулинарии: они отражаются металлом; они проходят через стекло, бумагу, пластик и подобные материалы; и они всасываются с пищей.

Устройство, называемое магнетроном, внутри духовки производит микроволны. Микроволны отражаются от металла внутри духовки и заставляют молекулы воды в пище вибрировать. Эта вибрация приводит к трению между молекулами, которое выделяет тепло, необходимое для приготовления пищи.

Риски / преимущества


Микроволны представляют собой неионизирующее излучение, поэтому они не имеют такого же риска, как рентгеновские лучи или другие типы ионизирующего излучения. Но микроволновое излучение может нагревать ткани тела так же, как и пищу.Воздействие высоких уровней микроволн может вызвать ожоги кожи или катаракту. Меньше известно о том, что происходит с людьми, подвергающимися воздействию микроволн низкого уровня.

Чтобы гарантировать безопасность микроволновых печей, производители должны подтвердить, что их продукция для микроволновых печей соответствует строгим стандартам радиационной безопасности, установленным и соблюдаемым FDA.

В хорошем состоянии микроволновая энергия не будет просачиваться из микроволновой печи. Поврежденная микроволновая печь может представлять опасность утечки микроволновой энергии.Обратитесь к производителю микроволновой печи за помощью, если дверные петли, защелки или уплотнения микроволновой печи повреждены, или если дверца не открывается или не закрывается должным образом.


Информация для потребителей


Законы, правила и стандарты

Производители изделий, излучающих электронное излучение, продаваемых в Соединенных Штатах, несут ответственность за соблюдение Федерального закона о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах (FFDCA), глава V, подраздел C — Радиационный контроль электронных изделий.

Производители микроволновых печей несут ответственность за соблюдение всех применимых требований Раздела 21 Свода федеральных правил (подраздел J, Радиологическое здоровье), части с 1000 по 1005:

.

1000 — Общие

1002 — Записи и отчеты

1003 — Уведомление о дефектах или несоблюдении

1004 — Выкуп, ремонт или замена электронных продуктов

1005 — Импорт электронной продукции

Кроме того, микроволновые печи должны соответствовать стандартам радиационной безопасности, изложенным в Разделе 21 Свода федеральных правил (подраздел J, Радиологическое здоровье), части 1010 и 1030.10:

1010 — Рабочие стандарты для электронных продуктов: общие

1030.10 — Микроволновые печи


Обязательные отчеты для производителей микроволновых печей или промышленности

Отраслевое руководство — заинтересованные документы

Другие ресурсы

  • Текущее содержание с:

Microwave Device Technology Corp.

StateAlabamaAlaskaAlbertaArizonaArkansasBritish ColumbiaCaliforniaColoradoConnecticutDelawareDistrict из ColumbiaFloridaGeorgiaHawaiiIdahoIllinoisIndianaIowaKansasKentuckyLouisianaMaineManitobaMarylandMassachusettsMichiganMinnesotaMississippiMissouriMontanaNebraskaNevadaNew BrunswickNew HampshireNew JerseyNew MexicoNew YorkNewfoundland и LabradorNorth CarolinaNorth DakotaNorthwest TerritoriesNova ScotiaNunavutOhioOklahomaOntarioOregonPennsylvaniaPrince Эдвард IslandQuebecRhode IslandSaskatchewanSouth CarolinaSouth DakotaTennesseeTexasUtahVermontVirginiaWashingtonWest VirginiaWisconsinWyomingYukonCountryUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBrazilBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaColombiaC omorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинских) островах Фарерских IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiNorth KoreaSouth KoreaKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan арабских JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova , Республика Монако, Монголия, Монсеррат, Марокко, Мозамбик, Мьянма, Намибия, Науру, Непал, Нидерланды, Антильские острова, Новая Каледония, Новая Зеландия. andNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Том и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабских EmiratesUnited KingdomUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin остров, BritishWallis и FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabweAmerican Самоа-Аландские островаСент-БартелемиБонаир, Синт-Эстатиус и СабаКокосовые острова (Килинг) КюрасаоОстров РождестваГернсиЮжная Джорджия и Южные Сандвичевы островаГуамОстров Херд и острова Макдоналд, остров Мэн, Британская территория в Индийском океане, Джерси, Черногория, Сен-Мартен (французская часть), Северные Марианские острова, Пуэрто-Рико, Палестинская территория, оккупированная Сербия, Южный Судан, Синт-Мартен (голландская часть), Французские Южные территории, Тимор-Лешти, Малые Острова Соединенных Штатов, Виргинские острова, U.S.Mayotte

ВЧ и СВЧ | Аналоговые устройства

Рекомендуется для новых разработок

Интегрированный четырехканальный радиочастотный трансивер с трактом наблюдения

Рекомендуется для новых разработок

Интегрированный четырехканальный радиочастотный трансивер с трактом наблюдения

Рекомендуется для новых разработок

Space MMIC Аттенюатор с переменным напряжением, DC-20 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Пробел от постоянного тока до 12 ГГц с разделением на 8

Рекомендуется для новых разработок

Цепь трансляции, ФАПЧ, модуль ГУН

Рекомендуется для новых разработок

Полностью дифференциальный драйвер АЦП 10 ГГц с усилением 10 дБ

Рекомендуется для новых разработок

9.От 85 ГГц до 20,5 ГГц, широкополосный, MMIC VCO

Рекомендуется для новых разработок

От 2 до 18 ГГц, с цифровой настройкой, фильтр высоких и низких частот

Рекомендуется для новых разработок

Радиочастотный трансивер

Рекомендуется для новых разработок

двухканальный, 3.От 3 до 4,0 ГГц, входной каскад приемника 20 Вт

Рекомендуется для новых разработок

MMIC Space SMT с разделением на 2, от 0 до 12 ГГц

от 4 ГГц до 8.5 ГГц, широкополосный I / Q-микшер

Рекомендуется для новых разработок

от 22 до 38 ГГц, GaAs, MMIC, двойной балансный смеситель

Рекомендуется для новых разработок

11.Четырехдиапазонный VCO от 90 ГГц до 18,30 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Четырехдиапазонный VCO от 18,10 ГГц до 26,60 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Кремниевый переключатель SPDT, отражающий, от 24 до 32 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

4-канальный Rx-микшер от 10 ГГц до 40 ГГц с 4-кратным умножителем / фильтром гетеродина

Рекомендуется для новых разработок

от 10 ГГц до 40 ГГц, канал 1: 4, 4-кратный умножитель частоты / фильтр

Рекомендуется для новых разработок

GaAs, HBT, MMIC, усилитель с низким фазовым шумом, от 6 до 14 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Неотражающий, кремниевый коммутатор SP4T, от 9 кГц до 44 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Неотражающий, кремниевый коммутатор SP4T, от 100 МГц до 44 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

2 дБ LSB, 4-битный, кремниевый цифровой аттенюатор, от 10 МГц до 60 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Детектор мощности с линейным среднеквадратичным отклонением от 100 МГц до 70 ГГц с динамическим диапазоном 35 дБ

Рекомендуется для новых разработок

Детектор огибающей с полосой пропускания 500 МГц, от 2 до 67 ГГц

Рекомендуется для новых разработок

Аэрокосмическая промышленность 0.От 1 ГГц до 30 ГГц, GaAs, MMIC, 5-битный LSB 0,5 дБ, цифровой аттенюатор

Рекомендуется для новых разработок

Аэрокосмическая промышленность от 0,1 ГГц до 40 ГГц, GaAs, MMIC, 5-битный 1,0 дБ LSB, цифровой аттенюатор

электромагнитного излучения | Спектр, примеры и типы

Электромагнитное излучение, в классической физике — поток энергии со универсальной скоростью света через свободное пространство или материальную среду в виде электрических и магнитных полей, которые составляют электромагнитные волны, такие как радиоволны, видимый свет и гамма-излучение. лучи.В такой волне изменяющиеся во времени электрическое и магнитное поля взаимно связаны друг с другом под прямым углом и перпендикулярно направлению движения. Электромагнитная волна характеризуется своей интенсивностью и частотой ν изменения электрического и магнитного полей во времени.

Британская викторина

Викторина «Дело и другое»

Согласно Британнике, физика фокусируется на «структуре материи и взаимодействиях между фундаментальными составляющими наблюдаемой Вселенной.”Проверьте свои знания о материи и многом другом с помощью этой викторины.

С точки зрения современной квантовой теории электромагнитное излучение — это поток фотонов (также называемых квантами света) через пространство. Фотоны — это пакеты с энергией hν, которые всегда движутся с универсальной скоростью света. Символ h — постоянная Планка, а значение ν такое же, как и частота электромагнитной волны в классической теории. Все фотоны с одинаковой энергией hν похожи, и их плотность соответствует интенсивности излучения.Электромагнитное излучение проявляет множество явлений при взаимодействии с заряженными частицами в атомах, молекулах и более крупных материальных объектах. Эти явления, а также способы создания и наблюдения электромагнитного излучения, способ, которым такое излучение возникает в природе, и его технологические применения зависят от его частоты ν. Спектр частот электромагнитного излучения простирается от очень низких значений в диапазоне радиоволн, телевизионных волн и микроволн до видимого света и за его пределами до значительно более высоких значений ультрафиолетового света, рентгеновских лучей и гамма-лучей.

В этой статье обсуждаются основные свойства и поведение электромагнитного излучения, а также его различные формы, включая их источники, отличительные характеристики и практическое применение. В статье также прослеживается развитие как классической, так и квантовой теории излучения.

Общие соображения

Возникновение и важность

Около 0,01 процента массы / энергии всей Вселенной происходит в форме электромагнитного излучения.В нее погружена вся человеческая жизнь, и современные коммуникационные технологии и медицинские услуги особенно зависят от той или иной ее формы. Фактически, все живые существа на Земле зависят от электромагнитного излучения, получаемого от Солнца, и от преобразования солнечной энергии путем фотосинтеза в растительную жизнь или путем биосинтеза в зоопланктон, основной этап пищевой цепи в океанах. Глаза многих животных, в том числе людей, приспособлены к тому, чтобы быть чувствительными и, следовательно, видеть самую обильную часть электромагнитного излучения Солнца, а именно свет, который составляет видимую часть его широкого диапазона частот.Зеленые растения также обладают высокой чувствительностью к максимальной интенсивности солнечного электромагнитного излучения, которое поглощается веществом, называемым хлорофиллом, который необходим для роста растений посредством фотосинтеза.

фотосинтез

Схема фотосинтеза, показывающая, как вода, свет и углекислый газ поглощаются растением для производства кислорода, сахара и большего количества углекислого газа.

Британская энциклопедия, Inc.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

Практически все виды топлива, которые использует современное общество — газ, нефть и уголь — представляют собой запасенные формы энергии, полученные от Солнца в виде электромагнитного излучения миллионы лет назад. Только энергия ядерных реакторов исходит не от Солнца.

Повседневная жизнь наполнена искусственно созданным электромагнитным излучением: пища нагревается в микроволновых печах, самолеты управляются радиолокационными волнами, телевизоры принимают электромагнитные волны, передаваемые радиовещательными станциями, а инфракрасные волны от обогревателей согревают.Инфракрасные волны также излучаются и принимаются автоматическими камерами с самофокусировкой, которые с помощью электроники измеряют и устанавливают правильное расстояние до объекта, который нужно сфотографировать. Как только солнце садится, включаются лампы накаливания или люминесцентные лампы для искусственного освещения, и города ярко светятся красочными люминесцентными и неоновыми лампами рекламных вывесок. Знакомо и ультрафиолетовое излучение, которое глаза не видят, но его эффект ощущается как боль от солнечного ожога. Ультрафиолетовый свет представляет собой разновидность электромагнитного излучения, которое может быть опасным для жизни.То же самое можно сказать и о рентгеновских лучах, которые важны в медицине, поскольку они позволяют врачам наблюдать за внутренними частями тела, но воздействие на которые должно быть сведено к минимуму. Менее известны гамма-лучи, которые возникают в результате ядерных реакций и радиоактивного распада и являются частью вредного высокоэнергетического излучения радиоактивных материалов и ядерного оружия.

Объем рынка и доля СВЧ-устройств

Обзор отчета

Объем мирового рынка микроволновых устройств оценивается в 7 долларов США.46 миллиардов в 2015 году, и ожидается, что в прогнозируемом периоде будет наблюдаться значительный рост прибыли. Ожидается, что растущее использование устройств SiC и GaN в технологии будущих усилителей будет стимулировать рост отрасли. Они обладают высокой эффективностью и термостойкостью. Они также могут хорошо работать в суровых условиях.

Рынок СВЧ-устройств в Северной Америке, по приложениям, 2014-2024 гг. (Млрд долларов США)

Технологически передовые микроволновые устройства повышенной точности внедряются в телекоммуникационные приложения.Они широко используются из-за их высокой пропускной способности, которая обеспечивает высокую скорость передачи данных. Они также способны генерировать, усиливать, обнаруживать и даже измерять микроволны.

Азиатско-Тихоокеанский регион вносит значительный вклад в сектор связи. Внедрение диапазонов сетей электросвязи, таких как 4G, позволяет использовать оборудование для микроволнового излучения в сетевых башнях. Ожидается, что это будет стимулировать рост регионального рынка микроволновых устройств в течение прогнозируемого периода.

Страны, такие как Великобритания и Германия, вносят свой вклад в рост отрасли благодаря присутствию ключевых поставщиков, таких как e2V, Thales Group и TMD Technologies Ltd. Компании предлагают широкий спектр продуктов, таких как силовые модули, усилители. , и передатчики.

Рост инвестиций в исследования и разработки со стороны основных поставщиков стимулировал разработку инновационных и сложных микроволновых устройств. Они используются в связанных технологиях, которые обеспечивают доступ к обширной базе потребителей.

Анализ частоты диапазона

Сегмент C-диапазона доминировал и составлял основную долю в 2015 году. Ожидается, что сегмент X-диапазона будет самым быстрорастущим сегментом с среднегодовым темпом роста 6,9% с 2016 по 2024 год.

C-диапазон используется во многих секторах, таких как спутниковая связь, связь и телевидение. Он доступен по цене и также используется в таких приложениях связи, как волоконная оптика. Кроме того, это реализовано в радиопередачах и ускорителях частиц. Вышеупомянутые приложения стимулируют глобальный спрос на C-диапазоны.

Application Insights

Предполагается, что медицинский сегмент будет самым быстрорастущим сегментом приложений с среднегодовым темпом роста 6,6% в период с 2016 по 2024 год. Предполагается, что сегмент коммуникационных приложений также продемонстрирует прибыльный рост в течение следующих девяти лет.

Эти устройства имеют множество применений и используются при обнаружении рака и абляции тканей и роговицы благодаря их оптимальному проникновению через поверхность. Они также используются в медицинской диагностике для визуализации и тестирования.Кроме того, они также облегчают обнаружение раковых клеток на ранних стадиях.

Коммуникационные идеи

Сегмент беспроводной связи был оценен в 1,13 миллиарда долларов США в 2015 году и, как ожидается, будет расти в течение прогнозируемого периода. Ожидается, что растущее распространение устройств связи, таких как ноутбуки и мобильные телефоны, будет способствовать установке вышек связи и спутников.

Европейский рынок СВЧ-устройств в разбивке по частотам, 2015 г. (%)

Ожидается, что в течение следующих девяти лет развивающиеся региональные рынки, такие как Азиатско-Тихоокеанский регион, будут расти в связи с растущим распространением беспроводной портативной электроники, такой как мобильные телефоны и планшеты.Кроме того, внедрение радаров способствует росту рынка в этих регионах.

Региональные исследования

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет самым быстрорастущим регионом с среднегодовым темпом роста 7,9% за прогнозируемый период. В 2015 году доминировал региональный рынок Северной Америки, и ожидается, что в ближайшие девять лет он будет значительно расти.

Ожидается, что крупномасштабные инвестиции в оборонную промышленность будут стимулировать рост регионального рынка Северной Америки благодаря внедрению широкополосных каналов передачи данных, средств противодействия и наземных радаров.Кроме того, технологические инновации в этом регионе позволяют разрабатывать сложные и надежные продукты.

Ключевые компании и анализ рыночной доли

Ключевыми игроками в отрасли являются Communications & Power Industries LLC, Cytec Corporation, e2V, L-3 Communication systems, MicroWave Technology, Inc., RFMD, Richardson Electronics, Ltd., Teledyne Technologies, Inc., Thales Group, TMD Technologies. Ltd. и Toshiba Corporation, среди прочих.

Участники отрасли в основном сосредоточены на разработке новых продуктов, которые позволяют производить низкозатратное и высококачественное производство.Организации осуществляют слияния и поглощения и партнерства для расширения ассортимента своей продукции в различных отраслях.

Объем отчета о рынке СВЧ-устройств

Атрибут отчета

Детали

Объем рынка в 2020 г.

9,83 млрд долларов США

Прогноз выручки в 2024 году

долларов США 11.86 миллиардов

Скорость роста

CAGR 5,2% с 2018 по 2024 год

Базовый год для оценки

2015

Исторические данные

2014 — 2015

Период прогноза

2018 — 2024

Количественные единицы

Выручка в миллионах долларов США и среднегодовой темп роста с 2018 по 2024 год

Охват отчета

Прогноз выручки, доля компании на рынке, конкурентная среда, факторы роста и тенденции

Охваченных сегментов

Полосы частот, приложения и регионы.

Региональный охват

Северная Америка; Европа; Азиатско-Тихоокеанский регион; Латинская Америка; MEA

Область применения страны

США; Канада; Германия; СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО.; Китай; Индия; Япония; Мексика; Бразилия

Профилированные ключевые компании

ООО «Коммуникации и электроэнергетика»; Cytec Corporation; e2V; L-3 Коммуникационные системы; Микроволновая технология; Inc.; RFMD; Richardson Electronics; Ltd .; Teledyne Technologies; Inc .; Thales Group; TMD Technologies Ltd .; и Toshiba Corporation.

Объем настройки

Бесплатная настройка отчета (эквивалент 8 рабочих дней аналитика) при покупке. Дополнение или изменение в зависимости от страны, региона или сегмента.

Варианты цены и покупки

Доступны индивидуальные варианты покупки, соответствующие вашим точным исследовательским потребностям.Изучить варианты покупки

Сегменты, рассматриваемые в отчете

В этом отчете прогнозируется рост доходов на глобальном, региональном и страновом уровнях, а также приводится анализ отраслевых тенденций в каждом из подсегментов с 2014 по 2024 годы. Для целей данного исследования компания Grand View Research разделила глобальные микроволновые устройства на сегменты. рынок, основанный на частотах диапазонов, приложениях и регионах.

  • Диапазон частот (выручка, млн долларов США; 2014-2024 гг.)

    • S-диапазон

    • Ремешок C

    • X-Band

    • Ku-диапазон

    • Ка-диапазон

  • Объем заявки (выручка, млн долларов США; 2014-2024 гг.)

    • Связь

    • Медицинский

    • Военное дело и оборона

    • прочие

  • Региональный прогноз (выручка, млн долларов США; 2014-2024 гг.)

Лаборатория СВЧ устройств, антенн и систем — Электротехника и вычислительная техника

Лаборатория СВЧ устройств, антенн и систем (MDASL)

Калифорнийский университет, Дэвис , Кемпер Холл 3176
Главный исследователь: Проф.Г. Р. Браннер

Введение

Добро пожаловать на сайт Лаборатории СВЧ устройств, антенн и систем. Мы рады предоставить этот веб-сайт, чтобы наши посетители могли получить более глубокое представление о нашей лаборатории, ее исследованиях и преподавании в области ВЧ- и СВЧ-техники.

Помимо своей чрезвычайно важной функции по предоставлению практического лабораторного опыта студентам, обучающимся на курсах ВЧ и СВЧ, таких как EEC 132A, 132B, 132C, 228 и 289, эта лаборатория служит важным исследовательским центром.

Лаборатория микроволновых устройств, антенн и систем (MDASL) проводит исследования в широком спектре активных и пассивных ВЧ- и СВЧ-устройств. Неполный список существенных вкладов в исследования MDASL представлен в справочном разделе (R.1) этого веб-сайта. Обратите внимание, что справочный раздел 1 описывает активные и пассивные микроволновые устройства, а справочный раздел 2 посвящен антеннам. Темы активных и пассивных устройств, которые в настоящее время изучаются в MDASL, включают моделирование устройств на основе GaN и SiC, а также роль GaN и SiC в возникающих ВЧ-системах.Это осуществляется путем исследования устройств внешнего интерфейса на основе GaN и SiC, таких как высокоэффективные усилители мощности на основе GaN, высокоэффективные умножители частоты на основе SiC и GaN и малошумящие усилители на основе GaN.

Второй раздел ссылок содержит репрезентативные примеры проектов исследования антенн, которые были выполнены в последнее время.

В настоящее время исследования антенн в основном сосредоточены на конформных решетках в диапазоне частот 18 и 3 ГГц. Еще одна попытка, связанная с антенной, касается системы пеленгования с дипольной решеткой.

Усилия по исследованию антенн, которые были обширными, только что были значительно увеличены за счет недавнего пожертвования большой новой 32-футовой коммерчески производимой безэховой камеры лаборатории MDASL. Этот инструмент изображен на прилагаемом рисунке.

Помимо других преимуществ, эта камера (ориентировочно оценивается в 500 тыс. Долларов США) позволит разработать более низкочастотные антенные системы, такие как система пеленгования с дипольной решеткой, описанная ниже (дополнительную информацию по этому проекту см. В разделе исследований).

Краткая справка и история

Лаборатория микроволновых устройств и систем уже более 30 лет находится под руководством профессора Г. Рика Браннера. Лаборатория была разработана на основе оборудования, состоящего из нескольких старинных линий с прорезями и генератора развертки диапазона X, в то, что сегодня, возможно, является одним из лучших учебных заведений для обучения и исследований в области радиочастот и микроволн. В исследовательской лаборатории работают четыре доктора наук с более чем 90-летним опытом работы в области СВЧ- и ВЧ-техники, а также анализа и проектирования антенн.В дополнение к 20 студентам продвинутого уровня, использующим лабораторию, в настоящее время есть полдюжины аспирантов, выполняющих исследования.

Всемирно известная учебная программа за время своего существования подготовила многие сотни (~ 500) инженеров по ВЧ и СВЧ. Наши выпускники работают во многих калифорнийских компаниях, которые производят радиочастотную и микроволновую продукцию.

Вклад MDASL в образование и исследования в области радиочастот и микроволнового излучения по-прежнему признается и признается такими корпорациями, как Hewlett Packard, Agilent, Loral, Northrop Grumman и другими.Примером тому служат пожертвования и пожертвования на сумму более 3 миллионов долларов, полученные нашей лабораторией.

Пассивные микроволновые устройства применения высокотемпературные сверхпроводники | ВЧ и СВЧ техника

  • В этой книге описывается применение высокотемпературных сверхпроводящих материалов в микроволновых устройствах и системах. В нем рассматриваются основы взаимодействия между микроволнами и сверхпроводниками, а также содержится базовое описание того, как микроволновые устройства могут быть сконструированы с использованием этих материалов.С момента открытия высокотемпературных сверхпроводников в 1986 году во всем мире были приложены огромные усилия для разработки и определения характеристик этих материалов. Однако работа над приложениями шла медленнее. Тем не менее, теперь становится возможным коммерческое применение, в том числе в пассивных микроволновых устройствах. Автор подробно описывает преимущества использования высокотемпературных сверхпроводников в этих устройствах, что позволяет ученым и инженерам сформировать полное представление о предмете.Остальная часть книги посвящена примерам сверхпроводящих микроволновых фильтров, антенн и систем. Выбранные примеры относятся не только к тому, что может быть достигнуто в настоящее время, но и указывают тенденции будущих исследований и то, что можно ожидать от сверхпроводящих устройств в будущем.

    • О применении материалов с высоким Тс
    • Акцент на фундаментальном понимании основы проектирования
    • Позволяет ученым и инженерам разрабатывать микроволновые устройства и антенны из сверхпроводников.

    Подробнее

    Мнения клиентов

    Еще не рассмотрено

    Оставьте отзыв первым

    Отзыв не размещен из-за ненормативной лексики

    ×

    Подробнее о продукте

    • Дата публикации: декабрь 2006 г.
    • формат: Мягкая обложка
    • isbn: 9780521034173
    • длина: 360 страниц
    • размеры: 244 x 169 x 19 мм
    • вес: 0.581кг
    • содержит: 167 ч / б илл. 20 столов
    • Наличие: В наличии
  • Содержание

    Предисловие
    Благодарности
    1. Сверхпроводимость на микроволновых частотах
    2. Сверхпроводящие линии передачи
    3. Сверхпроводящие объемные резонаторы
    4. Микроволновые измерения
    5. Сверхпроводящие фильтры
    6. Сверхпроводящие линии задержки
    7. Сверхпроводящие антенны
    8. Системы обработки сигналов
    Приложение 1: Поверхностный импеданс ВТСП материалов
    Приложение 2: Подложки для сверхпроводников
    Приложение 3: Некоторые полезные соотношения
    Указатель.