ka 대역 순환기주로 다음 측면을 포함하여 실제 응용 분야에서 많은 도전에 직면 해 있습니다.
1. 고주파수 대역에 의해 가져온 높은 자기장 요구 사항
ka 대역 순환기일반적으로 작업 조건을 충족시키기 위해서는 높은 외부 상수 바이어스 자기장이 필요합니다. 예를 들어, 전통적인 구조에 필요한 외부 자기장은 360 ka/m 이상 높으므로 외부 자기 회로 설계가 매우 어려워 .입니다.
이 솔루션은 중심 접합의 높이를 증가시켜 필요한 외부 자기장을 줄이기 위해 드롭 인 구조를 채택하여 자기 회로 설계를 단순화하여 .입니다.
2. 광대역 설계의 어려움
초기 드롭 인 순환기는 좁은 주파수 대역과 낮은 분리를 가졌으며 실용적인 값이 거의 없었습니다 .
광대역 성능을 달성하기 위해 구조와 재료를 최적화하려면 이론적 및 실험적 연구가 필요합니다 .
이 솔루션은 기판 통합 도파관 (SIW) 기술 또는 T- 접합 설계를 채택하여 작업 대역폭을 6GHz로 확장하면서 낮은 삽입 손실을 유지합니다 (<0.5 dB) by optimizing impedance matching (such as arc chamfering).
3. 소형화 및 통합의 과제
기존 도파관 순환기는 크고 시스템 통합에 도움이되지 않지만 마이크로 스트립 라인 링의 크기는 작지만 전력 용량은 제한되어 있습니다 .
해결책:
-자기 바이어스 순환기 사용, 외부 자기장이 필요하지 않습니다 . 예를 들어 스트론튬 육각형 페라이트를 기반으로 한 순환기 크기는 직경이 1.5mm이지만 삽입 손실 (삽입 손실) (<0.5 dB) and isolation (>25dB)는 우수합니다 .
-다층 박막 구조 (예 : Ba M Ferrite 박막)를 사용하면 코팅의 어려움을 줄이고 성능을 향상시킬 수 있지만 복잡한 준비 과정의 문제는 해결해야합니다 .
4. 온도 안정성 및 환경 적응성
그만큼KA 대역 순환기넓은 온도 범위 (-60 정도 ~ 120도)에서 안정적인 작동을 유지해야하지만, 높은 온도 또는 저온은 성능 변동을 유발할 수 있습니다 ..
해결책:
재료 최적화 (예 : LA 도핑 BA-SR 페라이트)를 통한 온도 안정성을 향상 시키거나 어닐링 과정을 개선하지만 큰 강자성 공명 선 너비 (400 ~ 500 OE)는 여전히 효율에 영향을 줄 수 있습니다 .
5. 고전력 응용 프로그램의 한계
-전통 순환기는 고전력으로 과열되기 쉬우 며 효과적인 냉각 조치가 부족합니다 . 평균 전력은 일반적으로 수십 와트 .로 제한됩니다.
이 솔루션은 SIW 구조 또는 GAN/SIC 통합 기술 .을 사용합니다. 예를 들어, T-Junction SIW 순환기의 평균 전력 용량은 37 . 66 W에 도달 할 수 있습니다.
6. 실제 엔지니어링의 교정 및 신호 문제
- 깊은 우주 통신에서ka 대역 순환기안테나를 가리키는 오류 및 대기 효과 . .에 취약합니다. 예를 들어, 교정 오류는 5dB 신호 손실을 유발할 수 있습니다 ..
솔루션은 교정 프로세스를 최적화해야합니다 (예 : 교정 지점 사이의 간격 감소와 같은), 간섭 방지 설계 .을 채택해야합니다.
7. 재료 및 프로세스의 한계
-고성능 순환기는 고품질 페라이트 물질 (NZ50)에 의존하지만, 자재의 자기 결정 이방성 필드와 재료의 공명 선폭은 성능에 직접 영향을 미칩니다 .
도전 과제 :
기존 재료의 공명 선폭은 크고 준비 과정 (예 : 습식 자기장 성형)은 매우 복잡합니다 .
요약
주요 도전ka 대역 순환기고주파 자기장 요구 사항, 광대역 소형화, 온도 안정성 및 고전력 처리 기능 . 향후 개발 방향에는 새로운자가 바이어싱 재료 (예 : Strontium 육각형 페라이트), 다층 얇은 필름 구조 및 통합 설계 (예 : Siwgan 통합)가 균형을 이루어 환경 및 전력을 개선하는 동안 통합 디자인을 포함합니다.