وصلة عريضة النطاق لأدلة الموجات المليمترية
العنوان الرسمي للبراءة
جهاز وطرق ونظام تصميم لانتقال واسع النطاق للموجات المليمترية من RWG إلى SIW مملوء بالهواء
العنوان الإنجليزي: Apparatus, methods and design system for wide-band millimeter wave RWG to air-filled SIW transition
الاختراع
الاختراع
المشكلة
توفر الأدلة الموجية المستطيلة أداءً قويًا عند موجات المليمتر، لكنها قد تكون مكلفة وصعبة الدمج مع الأدلة الموجية المستوية المدمجة في الركيزة. وقد تتطلب الانتقالات الحالية تحسينًا خاصًا بكل تصميم وتتجاهل نقاء الأنماط الأعلى، ولا سيما مع AFSIW.
أهميتها
يُعد الربط العريض النطاق والموثوق بين RWG وSIW أو AFSIW مهمًا لمعدات اتصالات ورادار واستشعار وتصوير موجات المليمتر المدمجة. ويمكن لطريقة تصميم منهجية تقصير التطوير وتقليل الاعتماد على التحسين العددي المتكرر.
النهج
تستخدم التقنية انتقالات معدنية مجوفة ومدببة بين واجهات RWG وSIW أو AFSIW، مع عملية تصميم تحليلية تحسب طول الانتقال ومطابقة الممانعة والانعكاس وسلوك الأنماط. ويمكن تصنيع البنى بالتشغيل الدقيق باستخدام CNC للعمل عبر نحو 50–75 غيغاهرتز.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي مكونات موجات المليمتر، ومطوري أجهزة راديو 5G وWiGig، ومصممي الرادار والحساسات، وشركات معدات اختبار الميكروويف، وفرق دمج PCB/SIW.
القيمة المحتملة
يعالج إطار تحليلي واحد انتقالات SIW المملوء بالعازل وAFSIW المملوء بالهواء، مع نطاقات أبعاد مطالب بها ونتائج موثقة للانعكاس ونقاء الأنماط وفقد الإدخال وعرض النطاق عبر أربعة أمثلة تصميمية.
الخلفية
الخلفية
تُستخدم أنظمة موجات المليمتر في الاتصالات عالية السرعة والرادار والاستشعار والتصوير والفحص وأبحاث نقل الطاقة لاسلكيًا. وتتحمل الأدلة الموجية المعدنية المستطيلة قدرة عالية، لكنها قد تكون معقدة ومكلفة عند الدمج. ويوفر SIW دمجًا مستويًا، بينما يزيل AFSIW المادة العازلة لخفض فقد الإدخال وتحسين تحمل القدرة. ومع ذلك يحتاج كلاهما إلى انتقال نحو تغذية RWG خارجية. وتعالج البراءة هذه الواجهة ببنية مدببة وعملية تصميم نظرية لإدارة الممانعة والانعكاس وتحويل الأنماط دون سير تحسين منفصل لكل تقنية SIW.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
كل انتقال عبارة عن مدبب معدني مجوف تُحدد فتحته من جهة RWG ومن جهة SIW/AFSIW لمطابقة الممانعة. ويستخدم نظام التصميم أبعاد الدليل الموجي وتردد الرنين وثابت العزل الفعال ومعاملات الانتشار لحساب طول انتقال قصير والانعكاس الكلي. وتغطي المطالبات انتقالات بطول 1–15 مم وارتفاعات فتحات نحو 0.2–1.0 مم ونطاقات محددة لـVSWR ونقاء الأنماط وتشغيل 50–75 غيغاهرتز. ويبلغ الوصف عن أربعة أمثلة تحقق وفقد إدخال يصل إلى 0.35 ديسيبل وعرض نطاق نسبي 40%.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- وصلات أدلة موجية لأجهزة راديو 5G وWiGig وغيرها من أنظمة موجات المليمتر.
- واجهات أمامية لرادارات السيارات والصناعة والتصوير.
- حساسات موجات المليمتر والفحص الأمني والتقييم غير الإتلافي.
- واجهات RWG إلى SIW لوحدات مدمجة في لوحات PCB.
- أنظمة ميكروويف مختبرية ولمراقبة جودة الإنتاج.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم نهج تصميم منهجيًا واحدًا لانتقالات SIW وAFSIW.
- يعالج مطابقة الممانعة والانعكاس ونقاء الأنماط تحليليًا.
- يدعم نطاق تشغيل مطالبًا به يقارب 50–75 غيغاهرتز.
- يبلغ عن فقد إدخال يصل إلى 0.35 ديسيبل وعرض نطاق نسبي 40% في أمثلة التصميم.
- يحدد بنى مدببة مدمجة متوافقة مع التشغيل الدقيق باستخدام CNC.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف التصميم التحليلي وأربعة أمثلة تحقق؛ ولم يثبت بصورة مستقلة التحقق على عتاد مادي أو الوصول إلى مرحلة تجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم التصميم ترخيص المكونات أو دمجه في برمجيات التصميم أو التطوير المشترك مع مصنعي وحدات موجات المليمتر والرادار ومعدات الاختبار. ويتطلب التبني التجاري نماذج مادية وتحليل السماحيات ودمج الموصلات والتغليف وقياسات عالية التردد قابلة للتكرار وتقييم قابلية التصنيع. وستوجه التكلفة وقابلية التكرار عبر نطاقات التردد قرار التبني.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- H01P5/08الأدلة الموجية؛ الرنانات والخطوط أو غيرها من الأجهزة من نوع الدليل الموجي
- H01P1/208الأدلة الموجية؛ الرنانات والخطوط أو غيرها من الأجهزة من نوع الدليل الموجي
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- H01P5/082الأدلة الموجية؛ الرنانات والخطوط أو غيرها من الأجهزة من نوع الدليل الموجي
- H01P1/2088الأدلة الموجية؛ الرنانات والخطوط أو غيرها من الأجهزة من نوع الدليل الموجي
- H01P5/024الأدلة الموجية؛ الرنانات والخطوط أو غيرها من الأجهزة من نوع الدليل الموجي
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد شاه عالم
- مخترعآصف عالم
- مخترعخالد المهنا
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- موجات المليمتر
- دليل موجي مستطيل
- SIW
- AFSIW
- انتقال عريض النطاق
- مطابقة الممانعة
- نقاء الأنماط
- تشغيل دقيق CNC
- 5G
- رادار
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.