معايرة الموجات المليمترية (فوق 75 GHz)
فوق 75 GHz ينخفض الطول الموجي إلى أقل من 4 mm، وتنتهي الموصلات المحورية (1.0 mm حتى 110 GHz)، وتنتقل القياسات إلى مرشد الموجة المستطيل. وتصبح محاذاة الشفاه ووحدات التوسيع والهواء نفسه هي الحدود الرئيسية.
الأجهزة والدقة النموذجية
| الجهاز | المدى النموذجي | الدقة النموذجية | أين يُستخدم |
|---|---|---|---|
| VNA بمرشد موجة مع موسِّعات تردد | من 75 GHz إلى 1.1 THz | حسب النطاق والمعايرة، عادةً ±0.5 إلى ±1.5 dB في الإرسال | معاملات S لأجهزة في مرشد الموجة |
| مجس قدرة بمرشد موجة (حراري كهربائي، دايود) | من 75 GHz إلى 170 GHz وأكثر | 3 to 8 % | قياس القدرة في النطاقين W وD |
| مقياس قدرة بالمسعر الحراري | من 75 GHz إلى 3 THz | 2 to 5 % | قدرة مرجعية في الموجات المليمترية وTHz |
| خالط توافقي ومحلل طيف | حتى 110 GHz وأكثر | المستوى ±1 إلى ±3 dB، والتردد من المرجع الزمني | تحليل الإشارات بخالطات خارجية |
| عدّاد تردد مع خالط توافقي | حتى 110 GHz وأكثر | دقة المرجع الزمني | تردد مصادر الموجات المليمترية |
| موهِّن دقيق بمرشد موجة وموهِّن متغير | WR-12 to WR-3 | 0.05 to 0.2 dB | مراجع المستوى والخطية |
| مصدر ضجيج بمرشد موجة ومقياس إشعاع | من 75 GHz إلى 325 GHz | ±0.3 to ±1 dB | ضجيج المستقبلات في 5G والرادار وترددات السيارات |
| هوائي وبوق كسب | من 75 GHz إلى 325 GHz | الكسب ±0.2 إلى ±0.5 dB | الرادار والاتصالات عبر الهواء |
فوق 110 GHz لا يوجد محوري: كل شيء مرشد موجة، وعدد المعايرة خاصة بكل نطاق. أرقام الدقة هي نطاقات نموذجية لمساعدتك على المقارنة بين الأجهزة. استخدم دائماً مواصفات الجهاز الذي أمامك.
نطاقات مرشدات الموجة فوق 75 GHz
| مرشد الموجة | الجدار العريض a | النطاق القياسي (GHz) | قطع TE10 (GHz) | حرف النطاق (تقريبي) |
|---|---|---|---|---|
| WR-12 | 3.099 mm | 60 to 90 | 48.37 | E |
| WR-10 | 2.54 mm | 75 to 110 | 59.01 | W |
| WR-8 | 2.032 mm | 90 to 140 | 73.77 | F |
| WR-6 | 1.651 mm | 110 to 170 | 90.79 | D |
| WR-5 | 1.295 mm | 140 to 220 | 115.75 | G |
| WR-4 | 1.092 mm | 170 to 260 | 137.27 | — |
| WR-3 | 0.864 mm | 220 to 325 | 173.49 | — |
يتداخل WR-10 مع WR-12 فيمكن البقاء في المرشد عند الانتقال. وفوق 325 GHz تصبح المرشدات بحجم دون مليمتري وتهيمن محاذاة الشفاه على عدم اليقين.
معايير مرجعية وقابلية التتبع
- معايير مرشدات الموجة. تعطي IEEE 1785.1 نطاقات مرشدات الموجة وأبعاد الشفاه من 110 GHz فما فوق. وتسرد IEC وEIA أحجام WR الأدنى.
- المعايرة. تستخدم عدد معايرة مرشد الموجة طريقتي TRL أو القصر المزاح، وتأتي تعريفاتها من علم القياس البُعدي للمرشد وأطوال الخطوط.
- القدرة. تُقارن معايير نقل القدرة بمرشد الموجة بمقياس حرارة أو مقياس حرارة ميكروي، وتُعطى كفاءتها لكل نطاق.
- التردد. تُربط بالمرجع الزمني عبر خالط توافقي أو سلسلة مضاعِفات، مع قفل الطور على مرجع معلوم.
- نظام الجودة. ISO/IEC 17025، مجال يشمل نطاق مرشد الموجة والكمية وعدم اليقين.
كيف تتم المعايرة
إجراء نموذجي
- اختر نطاق مرشد الموجة الذي يغطي التردد، وافحص الشفاه ودبابيس المحاذاة.
- سخّن VNA ورؤوس التوسيع. اترك الحرارة تستقر لأن انجراف الرؤوس كبير مقارنة بالنطاقات الأدنى.
- عاير بعدة المعايرة الخاصة بالنطاق (TRL أو قصر مزاح) عند مستوى المرجع للجهاز.
- ثبّت مرشد الموجة وادعمه كي لا يتعرض لإجهاد، وتجنب تحريك الموسِّعات بعد المعايرة.
- قس المعيار (موهِّن، وصلة مباشرة، عدم توافق) كفحص للمعايرة.
- قس الجهاز ودوّن حد المدى الديناميكي في أعلى النطاق.
- سجّل الحرارة وأبلغ بعدم اليقين مع النطاق ونوع الشفة.
أين تقع الأخطاء
- عدم محاذاة الشفاه. بضعة ميكرومترات من الإزاحة عند WR-3 تعني انعكاساً كبيراً.
- قابلية تكرار ضعيفة. إعادة التوصيل تغيّر النتيجة بأكثر من عدم يقين الجهاز.
- انجراف الموسِّعات. تسخن الرؤوس فيتغير الطور بدرجات.
- الامتصاص الجوي. يمتص الأكسجين قرب 60 GHz والماء قرب 183 GHz بشدة في الفضاء الحر.
- مدى ديناميكي منخفض في أعلى النطاق. يهيمن الضجيج في الإرسال فوق 500 GHz.
ما يدخل في ميزانية عدم اليقين
- تعريفات عدة المعايرة ومعاييرها.
- قابلية تكرار الشفاه ومحاذاتها.
- انجراف الموسِّعات وانثناء الكابلات والحرارة.
- كفاءة مجس القدرة وعدم التوافق.
- أرضية الضجيج والمدى الديناميكي، إضافة إلى التأثيرات الجوية في الفضاء الحر.
اجمع المساهمات كما في حاسبة ميزانية عدم اليقين، ثم قرّر القبول أو الرفض بنطاق حماية كما هو موضح في صفحة الحاسبات.
الحاسبات
كل شيء يعمل في متصفحك. لا يُرسل أي شيء تكتبه إلى أي مكان.