يمكن أن تُعزى قيود مقسمات الطاقة في تطبيقات الجمع عالية القدرة إلى العوامل الرئيسية التالية:
1. حدود التعامل مع الطاقة لمقاومة العزل (R)
- وضع مقسم الطاقة:
- عند استخدامه كمقسم للطاقة، تكون إشارة الإدخال عندINيتم تقسيمها إلى إشارتين متزامنتين في التردد والطور عند النقاطAوB.
- مقاومة العزلRلا يوجد فرق في الجهد، مما ينتج عنه تدفق تيار صفري وعدم تبديد للطاقة. تُحدد سعة الطاقة فقط من خلال قدرة خط الميكروستريب على التعامل مع الطاقة.
- وضع المُجمِّع:
- عند استخدامه كمجمع، يتم إنتاج إشارتين مستقلتين (منخارج 1وأوت 2) مع ترددات أو مراحل مختلفة يتم تطبيقها.
- ينشأ فرق الجهد بينAوB، مما يتسبب في تدفق التيار عبر R. الطاقة المتبددة في Rيساوي½(الخارج 1 + الخارج 2)على سبيل المثال، إذا كان كل مدخل 10 وات،Rيجب أن يتحمل ≥10 وات.
- ومع ذلك، فإن المقاومة العازلة في مقسمات الطاقة القياسية هي عادةً مكون منخفض الطاقة مع تبديد غير كافٍ للحرارة، مما يجعله عرضة للفشل الحراري في ظل ظروف الطاقة العالية.
2. قيود التصميم الهيكلي
- حدود خط الميكروستريب:
- غالبًا ما يتم تنفيذ مقسمات الطاقة باستخدام خطوط الشرائط الدقيقة، والتي تتمتع بسعة محدودة للتعامل مع الطاقة وإدارة حرارية غير كافية (على سبيل المثال، الحجم المادي الصغير، ومنطقة تبديد الحرارة المنخفضة).
- المقاومRلم يتم تصميمه لتبديد الطاقة العالية، مما يزيد من تقييد الموثوقية في تطبيقات المجمع.
- حساسية الطور/التردد:
- يؤدي أي عدم تطابق في الطور أو التردد بين إشارتي الإدخال (وهو أمر شائع في السيناريوهات الواقعية) إلى زيادة تبديد الطاقة فيR، مما يؤدي إلى تفاقم الضغوط الحرارية.
3. القيود في سيناريوهات التردد المشترك/الطور المشترك المثالية
- حالة نظرية:
- إذا كان المدخلان متماثلين تمامًا في التردد والطور (على سبيل المثال، مكبرات الصوت المتزامنة التي تعمل بنفس الإشارة)،Rلا يبدد أي طاقة، ويتم دمج الطاقة الإجمالية عندIN.
- على سبيل المثال، من الناحية النظرية، يمكن دمج مدخلين بقوة 50 وات في 100 وات عندIN إذا كانت خطوط الميكروستريب قادرة على التعامل مع الطاقة الإجمالية.
- التحديات العملية:
- من المستحيل تقريبًا الحفاظ على محاذاة الطور المثالية في الأنظمة الحقيقية.
- تفتقر مقسمات الطاقة إلى المتانة اللازمة للجمع بين الطاقة العالية، حيث يمكن أن تتسبب حتى عدم التطابقات البسيطة في حدوثR لامتصاص طفرات الطاقة غير المتوقعة، مما يؤدي إلى الفشل.
4. تفوق الحلول البديلة (على سبيل المثال، موصلات هجينة 3 ديسيبل)
- موصلات هجينة 3 ديسيبل:
- استخدم هياكل التجويف مع نهايات تحميل خارجية عالية الطاقة، مما يتيح تبديد الحرارة بكفاءة وقدرة عالية على التعامل مع الطاقة (على سبيل المثال، 100 واط+).
- يوفر عزلًا متكاملًا بين المنافذ ويتحمل عدم تطابق الطور/التردد. يتم تحويل الطاقة غير المتطابقة بأمان إلى الحمل الخارجي بدلًا من إتلاف المكونات الداخلية.
- مرونة التصميم:
- تسمح التصميمات القائمة على التجويف بإدارة حرارية قابلة للتطوير وأداء قوي في تطبيقات الطاقة العالية، على عكس مقسمات الطاقة القائمة على الشرائط الدقيقة.
خاتمة
مُقسِّمات القدرة غير مناسبة لدمج الإشارات عالية القدرة نظرًا لمحدودية قدرة مُقاوم العزل على التعامل مع الطاقة، وتصميمه الحراري غير المُناسب، وحساسيته لاختلافات الطور/التردد. حتى في سيناريوهات الطور المُشترك المثالية، فإن القيود الهيكلية والموثوقية تجعلها غير عملية. لدمج الإشارات عالية القدرة، تُستخدم أجهزة مُخصصة مثلموصلات هجينة 3 ديسيبل هي المفضلة، حيث توفر أداءً حراريًا فائقًا، وتسامحًا مع عدم التطابق، والتوافق مع التصميمات عالية الطاقة القائمة على التجويف.
تقدم شركة Concept مجموعة كاملة من مكونات الميكروويف السلبية للتطبيقات العسكرية والفضائية والتدابير المضادة الإلكترونية والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والاتصالات التجميعية: مقسم الطاقة، المقرن الاتجاهي، المرشح، الدوبلكس، بالإضافة إلى مكونات PIM المنخفضة حتى 50 جيجاهرتز، بجودة جيدة وأسعار تنافسية.
مرحباً بكم في موقعنا:www.concept-mw.comأو تواصل معنا علىsales@concept-mw.com
وقت النشر: ٢٩ أبريل ٢٠٢٥