Gràcies a les seves propietats d’alta freqüència, la banda KA s’utilitza habitualment en sistemes de comunicació contemporani i d’antenes de ràdio per a aplicacions com ara comunicacions per satèl·lit, radar i radioastronomia. No obstant això, la transmissió de senyals de la banda KA exigeix criteris de disseny més estrictes per a les xarxes de separació i alimentació de polarització.El transductor del mode ortogonal(OMT), un dispositiu de microones passiu eficaç, pot facilitar la separació de l'alimentació i la polarització de l'antena, millorant molt el rendiment del sistema.
1. Principi bàsic del transductor del mode ortogonal
El transductor del mode ortogonalés un dispositiu que s’utilitza per separar dos modes de polarització perpendiculars mútuament, que s’utilitzen normalment en sistemes d’antena de doble polarització. El seu principi de funcionament és separar l’ona de polarització lineal ortogonal d’entrada en dos canals de sortida independents mitjançant les característiques de transmissió de les ones electromagnètiques, realitzant així la transmissió i el processament eficients de senyals de doble polarització. Aquest mètode de separació no només és propici a la reutilització de freqüències, sinó que també millora l’eficiència i la capacitat de comunicació del sistema.
2. Aplicació del transductor de mode ortogonal de banda ka
A la banda ka,Transductors de mode ortogonals’utilitzen àmpliament en sistemes d’antena d’alt guany. Per exemple, en el disseny d’una antena polaritzada circularment de banda ampla a la banda de KA, un modetransducer ortogonal pot convertir les ones polaritzades circularment en ones polaritzades linealment, simplificant així la xarxa d’alimentació i reduint la interferència de polarització creuada. A més, els transductors de mode ortogonal també s’utilitzen en sistemes de comunicació de satèl·lit de banda KA per aconseguir una transmissió de senyal eficient mitjançant l’alimentació de doble polarització.
3. Disseny i optimització
Per tal de complir les característiques d’alta freqüència de la banda KA, el disseny deEl transductor del mode ortogonalCal tenir en compte tant el rendiment de banda ampla com la complexitat estructural. Per exemple, un transductor de mode ortogonal de banda completa de banda KA basat en una estructura de tornada utilitza una guguida d'ona corbada de pla E de tercer ordre i un divisor de guies d'ona del pla e esglaonat per aconseguir una estructura simètrica de plànol complet, millorant així el rendiment de banda ampla i reduint la complexitat estructural. A més, optimitzant els criteris de disseny per a la longitud de la guia d'ona de connexió, es pot assegurar la consistència de fase dels dos modes ortogonals, millorant encara més el rendiment del transductor.
4. Experiments i proves
Els resultats experimentals mostren que la banda kaTransductor de mode ortogonalpresenta un excel·lent rendiment entre 26 GHz a 4 0 GHz. Els resultats de la prova mostren que la pèrdua de retorn de l'acoblador és millor que -20 dB, l'aïllament és millor que 50 dB i la pèrdua d'inserció és inferior a 0,4 dB. Aquests indicadors mostren que l’acoblador pot satisfer les necessitats de la comunicació d’alta freqüència de banda KA i té un bon valor pràctic d’enginyeria.
5. Perspectives futures
Amb l’augment continu de l’assignació de freqüències de banda KA,Transductors de mode ortogonalDisposa de perspectives d’aplicació àmplies en comunicacions per satèl·lit, radar, ràdio astronomia i altres camps. Les futures investigacions poden optimitzar encara més el disseny de l’acoblador i millorar el seu rendiment i aïllament de banda ampla alhora que redueixen els costos de fabricació i els requisits de precisió de processament. A més, combinats amb eines de simulació avançades (com CST i HFSS), es pot millorar encara més la precisió del disseny i el rendiment de l’acoblador.
Conclusió
Com a dispositiu clau per a l'alimentació de l'antena i la separació de polarització, la banda KATransductor de mode ortogonalTé un valor important d’aplicació en sistemes moderns de comunicacions i antena de ràdio. Mitjançant el disseny optimitzat i la verificació experimental, l’acoblador pot aconseguir una transmissió de senyal de doble polarització eficient, proporcionant un fort suport tècnic per a comunicacions d’alta freqüència i investigació de radioastronomia.
Referència:
1. Polaritzador de guies d’ona quadrada amb irises situades en diagonal per als sistemes d’antena de banda Ka. Stepan Piltyay.
2. Disseny de Ka. TechSciencePress. [2023-01-01]
3. Comunicacions personals sense fils [2023-01-01]
4. Array d’antena polaritzada horitzontal per a un sistema Ka-Polinsar aeri. Alicja Schreiber et al.
5. Alimentació d'antena de banda Ka compacta amb doble capacitat polaritzada circularment. Cornelis du Toit de QSS i Kenneth Hersey de Mei Technologies per a Goddard Space Flight Center. [2014-03-01]
6. Anàlisi introductòria de les xarxes d'antena i les xarxes de RF [2023-03-01]
7. Fronteres de la tecnologia de la informació i enginyeria electrònica [2023-06-15]