لماذا لا يمكن استخدام مقسمات الطاقة كمجمعات طاقة عالية

يمكن إرجاع محدودية استخدام مقسمات الطاقة في تطبيقات دمج الطاقة العالية إلى العوامل الرئيسية التالية:

‌1. قيود معالجة الطاقة لمقاومة العزل (R)‌

• ‌وضع مقسم الطاقة‌:
• عند استخدامه كمقسم طاقة، تكون إشارة الدخل عندINينقسم إلى إشارتين متطابقتين في التردد والطور عند النقاط التالية:AوB‌.
• مقاومة العزلRلا يتعرض هذا الخط لأي فرق في الجهد، مما يؤدي إلى انعدام تدفق التيار وانعدام تبديد الطاقة. وتُحدد سعة الطاقة فقط من خلال قدرة خط الميكروستريب على تحمل الطاقة.
• ‌وضع الدمج‌:
• عند استخدامه كمجمع، يتم استقبال إشارتين مستقلتين (منOUT1وOUT2يتم تطبيق ترددات أو أطوار مختلفة.
• ينشأ فرق الجهد بينAوB، مما يتسبب في تدفق التيار عبرRالطاقة المبددة فيRيساوي½(OUT1 + OUT2)على سبيل المثال، إذا كانت كل مدخلة 10 واط،Rيجب أن يتحمل ≥10 واط.
• ومع ذلك، فإن مقاومة العزل في مقسمات الطاقة القياسية عادة ما تكون مكونًا منخفض الطاقة مع تبديد حرارة غير كافٍ، مما يجعلها عرضة للفشل الحراري في ظل ظروف الطاقة العالية.

‌2. قيود التصميم الإنشائي‌

• ‌قيود خطوط الميكروستريب‌:
• غالبًا ما يتم تنفيذ مقسمات الطاقة باستخدام خطوط الميكروستريب، والتي تتميز بقدرة محدودة على معالجة الطاقة وإدارة حرارية غير كافية (على سبيل المثال، الحجم المادي الصغير، ومساحة تبديد الحرارة المنخفضة).
• المقاومRلم يتم تصميمها لتبديد الطاقة العالية، مما يحد من الموثوقية في تطبيقات المجمعات.
• ‌حساسية الطور/التردد‌:
• أي عدم تطابق في الطور أو التردد بين إشارتي الإدخال (وهو أمر شائع في سيناريوهات العالم الحقيقي) يزيد من تبديد الطاقة فيRمما يؤدي إلى تفاقم الإجهاد الحراري.

‌3. القيود في سيناريوهات التردد المشترك/الطور المشترك المثالية‌

• ‌الحالة النظرية‌:
• إذا كان المدخلان متطابقين تمامًا في التردد والطور (على سبيل المثال، مكبرات صوت متزامنة تعمل بنفس الإشارة)،Rلا يبدد أي طاقة، ويتم تجميع الطاقة الكلية عندIN‌.
• على سبيل المثال، يمكن نظرياً دمج مدخلين بقدرة 50 واط للحصول على 100 واط عندINإذا كانت خطوط الميكروستريب قادرة على تحمل الطاقة الكلية.
• ‌التحديات العملية‌:
• من شبه المستحيل الحفاظ على محاذاة الطور المثالية في الأنظمة الحقيقية.
• تفتقر مقسمات الطاقة إلى المتانة اللازمة لدمج الطاقة العالية، حيث يمكن أن تتسبب حتى الاختلافات الطفيفة في حدوث مشاكل.Rلامتصاص الارتفاعات المفاجئة في الطاقة، مما يؤدي إلى حدوث عطل.

‌4. تفوق الحلول البديلة (مثل، الموصلات الهجينة 3 ديسيبل)‌

• ‌موصلات هجينة 3 ديسيبل‌:
• استخدم هياكل التجويف مع نهايات الحمل الخارجية عالية الطاقة، مما يتيح تبديد الحرارة بكفاءة وقدرة عالية على التعامل مع الطاقة (على سبيل المثال، 100 واط فأكثر).
• يوفر عزلاً ذاتياً بين المنافذ ويتحمل عدم تطابق الطور/التردد. يتم تحويل الطاقة غير المتطابقة بأمان إلى الحمل الخارجي بدلاً من إتلاف المكونات الداخلية.
• ‌مرونة التصميم‌:
• تسمح التصاميم القائمة على التجويف بإدارة حرارية قابلة للتطوير وأداء قوي في تطبيقات الطاقة العالية، على عكس مقسمات الطاقة القائمة على الشريط الميكروي.

‌خاتمة‌

تُعدّ مُقسّمات الطاقة غير مناسبة لدمج الإشارات عالية الطاقة نظرًا لقدرة مقاومة العزل المحدودة على تحمّل الطاقة، والتصميم الحراري غير الكافي، وحساسيتها لعدم تطابق الطور/التردد. حتى في سيناريوهات الطور المتطابق المثالية، فإن القيود الهيكلية وقيود الموثوقية تجعلها غير عملية. لدمج الإشارات عالية الطاقة، تُستخدم أجهزة مُخصصة مثلموصلات هجينة 3 ديسيبلتُفضل هذه التقنية، حيث توفر أداءً حراريًا فائقًا، وتحملًا لعدم التطابق، وتوافقًا مع تصميمات الطاقة العالية القائمة على التجويف.

تقدم شركة Concept مجموعة كاملة من مكونات الميكروويف السلبية للتطبيقات العسكرية والفضاء والتدابير الإلكترونية المضادة والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والاتصالات اللاسلكية: مقسم الطاقة، والمقرن الاتجاهي، والمرشح، والمزدوج، بالإضافة إلى مكونات PIM منخفضة تصل إلى 50 جيجاهرتز، بجودة جيدة وأسعار تنافسية.

أهلاً بكم في موقعنا الإلكتروني:www.concept-mw.comأو تواصل معنا علىsales@concept-mw.com