KA-bandcirkulatorermöta många utmaningar i praktiska tillämpningar, främst inklusive följande aspekter:
1. Krav på hög magnetfält som väcks av högfrekventa band
KA-bandcirkulatorerkräver vanligtvis ett högt yttre konstant förspänningsmagnetfält för att uppfylla arbetsförhållandena . till exempel är det yttre magnetfältet som krävs i traditionella strukturer så hög som 360 ka/m eller mer, vilket gör att utformningen av yttre magnetiska kretsar är mycket svåra .
Lösningen antar en drop-in-struktur för att minska det nödvändiga externa magnetfältet genom att öka höjden på mittkorsningen och därmed förenkla magnetkretsdesignen .
2. Svårigheter i bredbandsdesign
De tidiga drop-in-cirkulatorerna hade ett smalt frekvensband och låg isolering och hade nästan inget praktiskt värde .
Teoretisk och experimentell forskning krävs för att optimera strukturen och materialet för att uppnå bredbandsprestanda .
Lösningen antar substratintegrerade vågledar (SIW) -teknologi eller T-korsningskonstruktion för att förlänga arbetsbandbredden till 6 GHz samtidigt som låg insättningsförlust (<0.5 dB) by optimizing impedance matching (such as arc chamfering).
3. Utmaningar med miniatyrisering och integration
Den traditionella vågledarcirkulatorn är stor och är inte gynnsam för systemintegration, medan mikrostrip -linjen är liten i storlek men har begränsad effektkapacitet .
Lösning:
-Användning av självförspänd cirkulatorer, inget externt magnetfält krävs . till exempel är cirkulatorstorleken baserad på strontium hexagonal ferrit endast 1,5 mm i diameter, men införandet av införandet (<0.5 dB) and isolation (>25 dB) är utmärkta .
-Användning av flera lager tunna filmstrukturer (som ba m ferrit tunna filmer) kan minska svårigheten att beläggas och förbättra prestanda, men problemet med den komplexa beredningsprocessen måste lösas .
4. Temperaturstabilitet och miljöanpassningsbarhet
DeKA-bandcirkulatormåste upprätthålla stabil drift i ett brett temperaturintervall (-60 grad ~ 120 grader), men höga eller låga temperaturer kan orsaka prestanda fluktuationer .
Lösning:
Förbättra temperaturstabiliteten genom materialoptimering (såsom LA-dopad BA-SR-ferrit) eller förbättra glödgningsprocessen, men den stora ferromagnetiska resonanslinjen (400 ~ 500 OE) kan fortfarande påverka effektiviteten .}
5. Begränsningar av högeffektiska applikationer
-Traditionella cirkulatorer är benägna att överhettas vid hög effekt och saknar effektiva kylningsåtgärder . Den genomsnittliga effekten är vanligtvis begränsad till tiotals watt .
Lösningen använder SIW-strukturen eller GaN/SIC-integrationstekniken . till exempel kan den genomsnittliga effektkapaciteten för T-Junction SiW-cirkulatorn nå 37 . 66 W.
6. Kalibrering och signalproblem i verklig teknik
- I djuputrymme kommunikation,KA-bandcirkulatorerär mottagliga för antennpekningsfel och atmosfäriska effekter . till exempel kan kalibreringsfel orsaka 5 dB signalförlust .
Lösningen måste optimera kalibreringsprocessen (såsom att minska avståndet mellan kalibreringspunkter) och anta en anti-interferensdesign .
7. Begränsningar av material och processer
-Högpresterande cirkulatorer förlitar sig på högkvalitativa ferritmaterial (såsom NZ50), men det magnetokristallina anisotropiefältet och resonanslinjen för materialet påverkar direkt prestandan .}
Utmaningar:
Resonanslinjen för befintliga material är stor och beredningsprocessen (såsom våtmagnetfältgjutning) är mycket komplex .
Sammanfattning
De största utmaningarna medKA-bandcirkulatorerär koncentrerade i högfrekventa magnetfältkrav, bredbandsminiativisering, temperaturstabilitet och högeffekthanteringskapacitet . framtida utvecklingsanvisningar inkluderar nya självförskjutande material (som Strontium hexagonal ferrite), Multilayer Thin Film Structures och integrerade design (som Siwgan Integration) till Balance Performance and Volyme Weeling ADAPT ANDAPT ANDAPT ANDAPT ANDAPT ANDAPT ANDAPT ECAILE ECABILITET ECAILE {3)