به لطف خصوصیات با فرکانس بالا ، این باند KA معمولاً در سیستم های ارتباطات معاصر و آنتن رادیویی برای کاربردهایی مانند ارتباطات ماهواره ای ، رادار و نجوم رادیویی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، انتقال سیگنال ها در باند KA ، معیارهای طراحی دقیق تری را برای جداسازی قطبی سازی و شبکه های تغذیه می طلبد.مبدل حالت متعامد(OMT) ، یک دستگاه مایکروویو منفعل مؤثر ، می تواند تغذیه آنتن و جداسازی قطبش را تسهیل کند ، عملکرد سیستم را تا حد زیادی تقویت کند.
1. اصل اساسی مبدل حالت متعامد
مبدل حالت متعامددستگاهی است که برای جدا کردن دو حالت قطبش متقابل عمود ، که معمولاً در سیستم های آنتن دو قطبی سازی استفاده می شود ، استفاده می شود. اصل کار آن جدا کردن موج قطبش خطی متعامد ورودی به دو کانال خروجی مستقل از طریق ویژگی های انتقال امواج الکترومغناطیسی است و از این طریق انتقال کارآمد و پردازش سیگنال های دو قطبی سازی را تحقق می بخشد. این روش جداسازی نه تنها منجر به استفاده مجدد از فرکانس می شود بلکه باعث افزایش کارایی و ظرفیت ارتباطات سیستم می شود.
2. استفاده از مبدل حالت ارتوگونی Ka-Band
در باند کا ،مبدل های حالت متعامدبه طور گسترده در سیستم های آنتن با افزایش بالا استفاده می شود. به عنوان مثال ، در طراحی یک آنتن دایره ای قطبی به طور دایره ای در باند KA ، یک مودر انتقال دهنده متعامد می تواند امواج قطبی به صورت دایره ای را به امواج قطبی خطی تبدیل کند ، در نتیجه شبکه تغذیه را ساده می کند و تداخل متقابل قطبی را کاهش می دهد. علاوه بر این ، مبدل های حالت متعامد نیز در سیستم های ارتباطی ماهواره ای KA برای دستیابی به انتقال سیگنال کارآمد از طریق تغذیه دو قطبی سازی استفاده می شوند.
3. طراحی و بهینه سازی
به منظور برآورده کردن ویژگی های فرکانس بالا گروه KA ، طراحیمبدل حالت متعامدباید عملکرد باند پهن و پیچیدگی ساختاری را در نظر بگیرد. به عنوان مثال ، یک مبدل حالت متعامد تمام باند KA مبتنی بر یک ساختار چرخشی از یک موجبر منحنی E-Plane مرتبه سوم و یک تقسیم کننده قدرت موج E-Plane برای دستیابی به یک ساختار کاملاً متقارن هواپیما استفاده می کند و از این طریق عملکرد پهنای باند و کاهش پیچیدگی ساختاری را بهبود می بخشد. علاوه بر این ، با بهینه سازی معیارهای طراحی برای طول موجبر اتصال ، می توان قوام فاز دو حالت متعامد را تضمین کرد و باعث بهبود عملکرد مبدل می شود.
4. آزمایش ها و آزمایشات
نتایج تجربی نشان می دهد که باند KAمبدل حالت متعامدنمایش عملکرد عالی در محدوده 26 گیگاهرتز تا 4 {4}} GHz. نتایج آزمون نشان می دهد که از دست دادن بازده کوپلر بهتر از -20 dB است ، جداسازی بهتر از 50 دسی بل است و از دست دادن درج کمتر از 0.4 dB است. این شاخص ها نشان می دهد که کوپلر می تواند نیازهای ارتباط با فرکانس بالا را برطرف کند و از ارزش عملی مهندسی خوبی برخوردار است.
5. چشم اندازهای آینده
با افزایش مداوم در تخصیص فرکانس KA ،مبدل های حالت متعامدچشم انداز برنامه های گسترده ای در ارتباطات ماهواره ای ، رادار ، نجوم رادیو و سایر زمینه ها داشته باشید. تحقیقات آینده می تواند بیشتر طراحی کوپلر را بهینه کند و ضمن کاهش هزینه های تولید و الزامات دقت پردازش ، عملکرد و انزوا باند پهن آن را بهبود بخشد. علاوه بر این ، همراه با ابزارهای شبیه سازی پیشرفته (مانند CST و HFS) ، دقت طراحی و عملکرد کوپلر می تواند بیشتر بهبود یابد.
پایان
به عنوان یک وسیله اصلی برای تغذیه آنتن و جداسازی قطبش ، باند KAمبدل حالت متعامددارای ارزش کاربرد مهمی در سیستم های ارتباطی مدرن و آنتن های رادیویی است. از طریق طراحی بهینه و تأیید تجربی ، کوپلر می تواند به انتقال سیگنال دو قطبش دوتایی کارآمد دست یابد و پشتیبانی فنی قوی را برای ارتباطات با فرکانس بالا و تحقیقات نجوم رادیویی فراهم کند.
مرجع:
1. قطبشگر موج موج مربع با عنبیه های مورب برای سیستم های آنتن Ka-band. Stepan Piltyay.
2. طراحی کا. TechSciencePress. [2023-01-01]
3. ارتباطات شخصی بی سیم [{1}}]
4. آرایه آنتن قطبی به صورت افقی برای یک سیستم KA-Polinsar در هوا. Alicja Schreiber و همکاران.
5. خوراک آنتن Ka-band جمع و جور با قابلیت قطبی دو قطبی. Cornelis du Toit of QSS و Kenneth Hersey از Mei Technologies برای مرکز پرواز فضایی Goddard. [2014-03-01]
6. تجزیه و تحلیل مقدماتی فیدهای آنتن و شبکه های RF [{1}}]
7. مرزهای فناوری اطلاعات و مهندسی الکترونیکی [{1}}]