Kompleks İzinsizlik Nedir?

Kompleks izin verme, genellikle arsa elektromanyetik olarak ifade edilir:0) ⁇ *[Dönetici:0) [Cepsilon yıldızı), statik alanlarda kullanılan basit bir izinden farklı olarak, tek bir elektromanyetik alandan enerji depolama ve enerji kaybına nasıl cevap verdiğini açıklayan temel bir malzeme mülkdür.

Matematiksel olarak, karmaşık izin verme oranı ifade edilir:

[FONT=0] ⁇ * = ⁇ ⁇ ⁇ [DÜT-1]

[FONT=0] ⁇ [DÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

Gerçek bölüm ⁇ doğrudan malzeme aracılığıyla seyahat eden bir dalganın faz hızını etkiler: yüksek bir ⁇ dalgayı azaltır ve iletim hatlarının karakteristik imkansızlığını değiştirir.Thedream part ⁇ hesaplar for dielektrik ısıtma ve sinyal intenuation, it a key parameter in the design of mikrodalga devres where term management and signal bütünlük.

Kompleks izin verme sürekli değildir; frekans, sıcaklık, nem ve materyal kompozisyon ile değişir. Mikrodalga uygulamaları için, genellikle 1 MHz'in 100 GHz ve ötesinde ölçülmelidir. Mühendisler substratları seçmek, geniş bantlı izinsizleştirme verilerine güvenir ve antenler, filtreler ve resonatörler gibi bileşenlerin performansını tahmin eder.

Polarizasyon Mechanisms ve Frekans Bağımlılığı

Karmaşık izin verme davranışı, dielektrik materyali içindeki farklı kutuplaşma mekanizmalarından kaynaklanır. Her mekanizma belirli bir frekans bandında ⁇ ve ⁇ 'ye katkıda bulunur, karakteristik dağıtım ve absorpsiyon zirvelerine yol açar.

Elektronik Polarizasyon

Elektronik kutuplaşma, elektrik alanı altında atomik nükleğe göre elektron bulutlarının yerinden kaynaklanmaktadır. Bu mekanizma neredeyse anında anlık ve optik frekanslara ( ⁇ 1015 Hz) Mikrodalga frekanslarında, elektronik kutuplaşma sürekli, küçük bir bileşene katkıda bulunur ve aslında önemli bir aşama gecikmesine neden olmak için çok hızlı değildir.

Ionic Polarizasyon

Eksiyon kristalleri (örneğin, metaller bir ışık veya magnezyum oksit gibi), elektrik alanı birbirine göre olumlu ve negatif iyonlar. Ionic kutupizasyon, terahertz ve çok fazla uçlu aralıklarda frekanslar üzerinde yeniden çalışır, ancak kuyruğu milimetre-yoğuk bölgeye yayılır. Mikrodalga frekanslarında, bu mekanizma, ihmal edilebilir bir zarara sahip olan ⁇ 'ye daha fazla katkı sağlar.

Dipolar (Orientation) Polarizasyon

Dipolar kutuplaşma, sürekli moleküler dipollerle birlikte, su, polimerler (örneğin, Filtreler, epoxy), ve kutup seramikleri. Elektrikli alanda uygulanan bir elektrik alanı uygulandığında, bu rotasyon, ısıtıcı ve iç içe dönük bir şekilde engellenir ve ısıtılır.

Uzaylı Uzaylı (Interfacial) Polarizasyon

Uzaylı kutuplaşma, düşük frekanslarda (tipik olarak 1 MHz altında) önemli, ancak yüksek frekanslı veya elektrikli elektriklerin yüzeyindeki şarj taşıyıcılarının birikiminden kaynaklanmaktadır.

Bu mekanizmaları anlamak, bir malzemenin izin verme yükümlülüğünün frekans ve sıcaklık ile nasıl değişeceğini tahmin etmeye yardımcı olur. Örneğin, düşük derece mikrodalga seramikler (örneğin, Ba2Ti9O20), dipolar ve uzay-şarj kayıplarının bastırılması için formüle edilmiştir, 10-80'in altında kayıp Tans siparişiyle izin verme.

Mikrodalga Uygulamalarında Önemlilik

Kompleks izin verme özelliği, bir dielektrik materyali kullanan her mikrodalga bileşeninin elektromanyetik performansını doğrudan kontrol eder. Gerçek kısım ⁇ design data and the actual material), iletim hatlarının (mikroskok dalga kılavuzu), dönüşte hız, karakteristik dürtü ve devre elemanlarının fiziksel uzunluğu.

Hayal kırıklığı bölümünde ⁇ (veya kayıp tanjan) kontrol eder.())))

Özel Cihaz Türleri Üzerine Etkisi

  • [FONT:0]Antennas:[Dönetici:[Dönder:) Bir substratda yama antenleri için, ⁇ fıtma alanları ve rezonans uzunluğu belirler. daha yüksek bir ⁇ anten boyutunu azaltır, ancak bant genişliği ve radyasyon verimliliğini azaltır; kayganlık anteni etkiler; Rogers RO4003C gibi malzemeler ( ⁇ ⁇ 3.38, tan ⁇ ⁇ 0.0027) popüler ticaret-offlar.
  • [FONT:0]Resoners & Filtreler: Dielektrik resoncular (örneğin, boşluk filtreleri) yüksek ⁇ ve son derece düşük Tan ⁇ elde etmek için yüksek Q-faylar elde etmek için.
  • [FONT:0)Waveguides:[Dönetici:[Döneticileri indirgeme frekansı azaltın ve miniaturizasyon etkinleştirin, ancak dielektrik kaybı ⁇ , sinyal kaybına karşı denge boyutunu azaltmalıdır, genellikle çapraz bağlantılı polistyre veya şampuan gibi düşük kaliteli malzemeler kullanarak.
  • [FONTS için alt tabakalar:[Dönetici: 0,9] Monolithic mikrodalga entegre devreler (MMICs) tam olarak kontrol edilen ⁇ (örneğin, 9.9) ve düşük bir kayıp için izin verme.
  • [FONT:0)Radomes:[Dönetici:[Dönetici:0) Radome malzemelerinin mümkün olduğu kadar 1'e yakın olması gerekir (düşük yansımaları) ve sinyal bozulmasından kaçınmak için düşük kaybı.

Tüm bu uygulamalarda, işletim koşulları altında karmaşık izin verme konusunda doğru bilgi (sıcak, nems, frekans) gereklidir. Oda sıcaklığında bir veri sayfası değeri ve 10 GHz, 50 °C ve 28 GHz'de çalışırsa yetersiz olabilir.

Kompleks İztivite için ölçüm teknikleri

Yüksek doğrulukla karmaşık izin verme eğiliminin belirlenmesi, özel bir alandır. Frekans aralığı, örnek şekli, doğruluk ve kullanım kolaylığı ile ilgili çeşitli teknikler geliştirildi.

Resonant Cavity Yöntemleri

Resonant boşluk yöntemlerinde, örneğin küçük bir dielektrik örneği, hem metalik bir boşluk içinde yer almaktadır (örneğin, dikdörtgen veya silindirik) bilinen bir rezonans modu destekler.10- ancak sadece resonant frekansı ve Q-faydadaki değişim ölçülebilir (veya bant genişliği) ile birlikte, her iki ⁇ ve ⁇ da satın alınabilir.Bu teknik çok doğru ( ⁇ ± 0,5% 10, Tan ⁇ ± 5 × 105) ama sadece yükleyici frekansında çalışır.

Açıklanmış Co aksiyel Probe

Açıklanan kobiyal prob (veya “slim- form” prob) genişleyen bir tekniktir (tipik olarak 0.2 GHz'ye 50 GHz'ye kadar) bu yöntem, yansıma katsayı (örneğin, konsensiyonel bir çizgi ile sonlu bir şekilde sona erdirir. Prodüksiyon düz, kalın bir örnekle basılır ve karmaşık izinsizliğe karşı yapılır.

Transmission Line Yöntemleri

İletim hattı yöntemlerinde, dielektrik örneği, dalga kılavuzu veya kobiyal çizginin bir parçasına yerleştirilir ve saçılma parametreleri (S11, S21) Xband dalga kılavuzu için 8-12 GHz).VNA.The Nicolson-Ross-Weir (NRW) algoritması, yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda kayıp veya yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte iyi çalışır.

FreeSpace Methods

Freespace teknikleri antenleri (örneğin, kortiv antenleri) ile yüksek sıcaklık veya yüksek çözünürlükte bir uçak dalgası elde etmek için antenleri kullanır. İletme ve yansıma katları, hassas bir ortamda ölçülmelidir ve olasılık, büyük örnekler (daha sonra elektriksel etkilerde küçük boyutlu dalgalar) ve diffraction için uygun değildir.

Ölçüyü Etkileyen Faktörler

Teknik ne olursa olsun, birkaç faktör güvenilir izin verme verileri elde etmek için kontrol edilmelidir:

  • [FONT:0)Sample saflık ve homojenite: Inclusions, boşluklar veya nemsiyonlar büyük ölçüde değişebilir.
  • [FONT:0]Surface bitir:[Dönetici:[Döncükler ve test fikstürü sistematik hataları tanıtmaktadır.
  • [FONT=0]Temperyature ve nem:[Dönetici:[Dönetici:0)) Birçok dielektrik güçlü sıcaklık katsayıları vardır ( ⁇ ).[Dönemli:0) Polimerlerdeki su absoryonu (örneğin, FR-4) %10 veya daha fazla ⁇ artırabilir.
  • [FONT=0)Sekiz karar ve kalibrasyon: VNA kalibrasyon (SOLT, TRL) ve fikstür doğru S-parametreler için önemlidir.
  • [[Düzücük hassaslık: [Dönder: [Dönder: 1) İlet çizgisinde, örneğin kalınlıkta küçük hatalar ⁇ ve ⁇ 'de büyük hatalara yol açıyor.

IEEE Standard 1129-1998'da kapsamlı bir ölçüm standardına genel bakış sağlanmaktadır ( Katı Malzemelerin Kompleksi İzni Etkisi için Uygulamayı Tavsiye Edilen Uygulama).

Kompleks İzinsizliği Etkileyen Faktörler

Güvenilir mikrodalga sistemleri tasarlamak için mühendisler, izin verme koşulları ile çevre ve malzeme koşulu ile nasıl değiştiğini hesaba katmalıdır.

Sıcaklık Bağımlılığı

Her iki ⁇ ve ⁇ genellikle sıcaklık ile değişir. Birçok seramik için, izin verme oranı (TC ⁇ ) küçük ve 100 °C'ye kadar yükseltilebilir (örneğin, sıcaklık-stable dielektrikler için ısıtıcılar (Zr,Sn)TiO4). Polimerler daha büyük değişiklikler gösterebilir; örneğin, şampuan ⁇ % 0.4'e göre azalır.

Moisture ve Nem

Su, mikrodalga aralığında yüksek bir ⁇ (~80) ve büyük bir kaybı vardır. Epoxy-cam laminatlarında Absorbed nemser (örneğin, FR-4) hassas devreleri korumak için kullanılır ⁇ ..

Frekans Dispersion

Kutupizasyon bölümünde tartışılan gibi, ⁇ , sağlık bölgelerinin artan frekansıyla azalmaya eğilimlidir, ancak ⁇ sağlık frekansına yakın zirveler. Mühendisler tam işletim frekansında izin verme verileri kullanmalı, sadece DC veya tek bir test noktasında değil. Birçok üretici şimdi 1 MHz'den 40 GHz'ye veya daha yüksek bir şekilde genişban veri sağlamalıdır.

Kompozisyon ve İmalat Variability

Kimyasal formül veya işlemedeki azınlık değişiklikler (sintering temperature, soğutma oranı) güvenilir tedarikçiler için% 1-5% ve tan ⁇ 'yi, baskılarda kullanılan bir kontrol paneli substratları için, reçine-to-cam oranı ve bizave tarzı etkiler.

Modern Mikrodalga Sistemleri Uygulamaları Uygulamaları

Karmaşık izin verme ilkeleri günlük olarak kesme-st mikrodalga ekipmanı tasarımı uygulanır. Aşağıda birkaç temsilci örneği vardır.

5G ve mm-Wave Anten Dizileri

Beşinci nesil (5G) temel istasyonlar ve eller 39 GHz'ye kadar frekanslarda çalışır ve anten-in-package (AiP) ve fazlı-array modülleri düşük verim, yüksek ⁇ laminatlar (örneğin, ⁇ 3.5, tanimlar ile ⁇ 0.003'e kadar şarj edilebilir öğelerini azaltır ve tarama kayıpları azaltır.

Uydu ve Radar Sistemleri

Uzaylı dielektrik malzemeleri radyasyona, vakuma ve sıcaklık aşırılarına dayanmalıdır. Alumina (Al2O3, ⁇ 9.8, tan ⁇ ⁇ 2 × 10 -4), Ku-band (12-18 GHz) ve Ka-band (26.5-40 GHz) filtreler ve oscillators. Low-loss quartz ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 10 -4), radomes ve pencerelerde yaygın olarak kullanılan.

Dielektrik Resonator Oscillators (DROs)

DROs, mikrodalga alıcıları için düşük fazlınlara yerel osilatörler sağlar.Ses, Q dielektrik resonator ( ⁇ 30-90, Tan ⁇ < 10 -5), ortalama stabiliteye hakimdir.

Yüksek Güç RF Windows

Parçacık hızlandırıcıları ve yüksek güç radarı, RF pencereler, megawattları güçle iletmeden havadan ayrı bir vakumdur. Pencere materyali son derece düşük kaybına sahip olmalıdır (en fazla ⁇ < 10 -5) ve yüksek ısı iletkenliği. Alumina ve berillia (BeO) yaygındır; ikincisi daha yüksek ısı iletkenliği vardır, ancak endişeleri vardır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kompleksilik, mikrodalga mühendisliğinde kullanılan herhangi bir dielektrik materyali için en önemli intrinsic parametredir. Mekanik enerji nasıl depolanır, gecikmiş ve her pasif ve aktif mikrodalga bileşeni ile kesintiye uğratılır. ⁇ ve ⁇ 'ye yükselten kutuplaşma mekanizmaları anlamakla, mühendisler minimizasyon için yüksek izin verme, düşük verim kaybı ve sıcaklık ve frekans arasındaki stabil özellikleri için düşük kaybı yönetebilir.

Ölçüm teknikleri - yüksek frekanslara doğru iten katvities to free-space methods - sıvı kristalleri ve tonable ferroelektrikleri doğrulamak için gerekli verileri doğrulayın ve yüksek frekanslara doğru iten (m-yo ve alt-THz) olarak, olasılık ve ekmeklerin doğruluğu ve genişliği daha da kritik hale gelir.

Güvenilir, yüksek performanslı mikrodalga cihazları tasarlamak isteyen mühendisler için, karmaşık bir izin vermenin sağlam bir kavrayışı isteğe bağlı değildir - temeldir. Bu özelliği tahmin etme yeteneği, ölçmek ve bu özelliği beklenmedik kayıplarla bu rahatsız edici, yanlış bir uyum ve termal başarısızlıkla karşı karşıya bırakanlardan başarılı tasarımları istismar eder.