Контрольная по прикладной СВЧ электронике

Скачать работу - Контрольная по прикладной СВЧ электронике

Сигнал, подводимый к плечу 1 (в точке Б), попадает в точку В плеча 2 по двум путям: непосредственно через «точечное» сопротивление R 2 и через отрезок линии БАВ, равный /2. Таким образом, в точку В две части сигнала поступают в противофазе; при соответствующем выборе сопротивления R 2 достигается их компенсация и, следовательно, идеальная развязка плеч 1 и 2. При этом одна половина мощности входного сигнала поступает в плечо 3, а другая половина рассеивается в активном сопротивлении R 2. В силу симметрии делителя мощности (относительно оси YY ) аналогичные рассуждения справедливы при подаче сигнала а плечо 2. Кольцевой делитель может обеспечить суммирование мощностей СВЧ сигналов. Если к плечам 1 и 2 подвести два синфазных сигнала, то в плече 3 выделится суммарный сигнал.

Кольцевой делитель (сумматор) мощности обеспечивает развязку между выходными (входными) плечами, хорошее согласование, малые потери энергии в широкой полосе частот и обладает небольшими линейными размерами. При правильном выборе волновых проводимостей четвертьволновых отрезков делителя (сумматора) можно обеспечить заданное деление мощности (или соответствующее сложение заданных мощностей). Кольцевые делители могут быть реализованы на полосковых и микрополосковых линиях передачи. 2. Расчет делителя.

Сопротивление плеч.

Расчет кольцевого делителя мощности проведем методом зеркальных отображений, согласно которому эквивалентный шестиполюсник (Рис.2) разбиваем на два симметричных (относительно оси YY ) четырехполюсника, работающих при синфазном (++) и противофазном (+-) видах возбуждения.

Нормированные классические матрицы передачи этих четырехполюсников при соответствующих видах возбуждения записываются следующим образом: где Y 1= 0/ 1 – нормированная волновая проводимость отрезка однородной линии длиной l ; Y 2=2 0/ R 2 – удвоенная нормированная проводимость активной нагрузки R 2, включенной между 1-м и 2-м плечами шестиполюсника; Y 3= 0/ z 3 – нормированная проводимость короткого замыкания (далее полагаем, что Y 3= ); 0 – волновое сопротивление подводящих линий ; – длина волны в линиях передачи.

Определим элементы матрицы рассеяния [ ] шестиполюсного делителя на средней частоте f рабочего диапазона частот ( l = соответствует f ): Идеальное согласование всех трех плеч делителя ( Y = , Y =1 или R Определим волновое сопротивление соединительных отрезков линий кольца = = 50 Активное сопротивление нагрузки R 2 = 2·50 = 100 Ом Расчет геометрических размеров. По заданию материал подложки использован типа САМ-3 с диэлектрической проницаемостью =3. По заданной частоте определим длину волны в свободном пространстве: м Определим длину волны в линии передачи м = 92 мм Длина плеч делителя определяется как l = /4=92/4=23 мм Активное сопротивление R 2 выбираем типа МЛТ у которого длина корпуса с выводами равна а=7 мм.

Ширина полоски кольца ( W ) и полосок подводящих линий ( W ) определяется по графику рис.2.10 (3). W =1,4 мм, W =2,8 мм Найдем остальные геометрические размеры делителя: h= W /2=1,4/2=0,7 мм l = мм Радиус кольцевого участка: 2 (46+7+7,2)/6,28=60,2/6,28=9,6 мм Так как Z вх= Z вых=50 Ом, то в данной схеме трансформатор сопротивлений не применяется.

Коэффициент деления по мощности равный 0.5 означает что мощность,подведенная к полюсам 3-3 делится ровно пополам и к полюсам 1-1, 2-2 подводится мощность равная Рвх/2. Вывод: В ходе решения мы разработали микрополосковый делитель (сумматор) мощности для частоты f =1,8 ГГц . Эскиз делителя (сумматора) показан на Рис.3, а основные геометрические размеры на Рис.4. Рис.3 Рис.4 Задание №2 Измерение электрофизических параметров диэлектриков волноводными методами. 1.Генератор СВЧ; 2.Измерительная линия; 3.Отрезок волновода; 4.Измерительный усилитель; l расстояние от зонда до короткозамыкателя . Линия 2 и отрезок волновода 3 заполнены диэлектриком.

Определить диэлектрическую проницаемость e и тангенс угла потерь tg D диэлектрика по результатам измерений (таблица 2). Таблица 2

f о,ГГц	Размеры а х в волновода	Длина волны в волноводе	Материал стенок волновода	L ,м	КСВ
10	Выбрать по f о	25.7	Медь	0.96	5

Решение Выбираем для частоты f о=10 ГГц волновод сечением 23х10 мм, материал стенок - медь. Длина волны l о=3 см.

Сначала по значению длины волны в волноводе найдем относительную проницаемость диэлектрика, для чего преобразуем формулу разделив обе части на и возведя в квадрат: Отсюда следует выражение для расчета диэлектрической проницаемости: где мм.

Подставляя численные значения, получим: Для определения tg диэлектрика найдем сначала коэффициент ослабления волны в волноводе, используя для этого измеренное значение КСВ. Из теории цепей с распределенными параметрами известна формула, связывающая модуль коэффициента отражения в заданном сечении линии с коэффициентом стоячей волны: В нашем случае, когда волновод закорочен на конце, откуда Подставляя численные значения, получим м Общее затухание волны в волноводе складывается из затухания за счет потерь в металлических стенках и в исследуемом диэлектрике. По формуле подставляя туда вместо м Найдем затухание за счет потерь в диэлектрике: м Для определения tg преобразуем выражение учитывая, что и Подставляя в полученное выражение численные значения, получим Вывод: В ходе решения мы определили следующие параметры диэлектрика: - диэлектрическую проницаемость - тангенс угла потерь Список литературы 1. Устройства СВЧ и антенны.

Седельников Ю.Е., Линдваль В.Р., Лаврушев В.Н., Стахова Н.Е. Казань. КГТУ им. А.Н. Туполева 2000 г. 2. Прикладная СВЧ электроника.

Казань. КГТУ им. А.Н. Туполева 2002 г. 3. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях.

оценка стоимости гостиницы в Твери
оценка аренды земельного участка в Орле
оценка мотоцикла цена в Брянске