Контрольная по прикладной СВЧ электронике

Файл : work.doc (размер : 871,936 байт)

Министерство образования Российской Федерации

Казанский Государственный Технический Университет им. А.Н.Туполева

Контрольная работа

По дисциплине:

«Прикладная СВЧ электроника»

Выполнил ст. гр.5531

М.А.Лукьянов

Проверил

Г.А.Морозов

Казань 2002

Задание №1

Полосковый делитель мощности

-произвести расчет делителя (сопротивление плеч, геометрические размеры проводников)

-составить эскиз платы делителя с указанием необходимых размеров

Исходные данные

Таблица 1

Тип линии

Материал

подложки

Число

выходов

Коэффициент

деления по

мощности

Вх/Вых,

Ом

Fо,

ГГц

Электрическая

схема делителя

Несимметричная

полосковая

САМ-3

2

0.5

50/50

1.8

См. рис.1

Решение

Рис.1 Рис.2

1. Анализ задания:

Данный полосковый делитель является простейшим шестиполюсником состоящий из двух четвертьволновых отрезков линии передачи, две пары полюсов которого соединены параллельно, а две оставшиеся пары полюсов связаны через активное сопротивление R2.

Рассмотрим принцип действия кольцевого делителя мощности. Сигнал подводимый к плечу 3, разделяется поровну между двумя четвертьволновыми отрезками кольцевого делителя и, следовательно, волны напряжений в точках Б и В равны и синфазны. Если плечи 1 и 2 нагружены на идеально согласованные нагрузки, а входное сопротивление каждого из двух параллельно включенных четвертьволновых отрезков делителя (в точке А) равно 2ρо, то плечо 3 делителя будет идеально согласованным.

Сигнал, подводимый к плечу 1 (в точке Б), попадает в точку В плеча 2 по двум путям: непосредственно через «точечное» сопротивление R2 и через отрезок линии БАВ, равный Λ/2. Таким образом, в точку В две части сигнала поступают в противофазе; при соответствующем выборе сопротивления R2 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 R2.

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:

EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

где Y1=ρ0/ρ1 – нормированная волновая проводимость отрезка однородной линии длиной l ; Y2=2ρ0/R2 – удвоенная нормированная проводимость активной нагрузки R2, включенной между 1-м и 2-м плечами шестиполюсника; Y3= ρ0/z3 – нормированная проводимость короткого замыкания (далее полагаем, что Y3= ∞); ρ0 – волновое сопротивление подводящих линий ; Λ – длина волны в линиях передачи.

Определим элементы матрицы рассеяния [Ŝ] шестиполюсного делителя на средней частоте f рабочего диапазона частот (l=Λ/4, Λ