Xreferat.com » Рефераты по радиоэлектронике » Направленный ответвитель

Направленный ответвитель

ЗАДАНИЕ:


Спроектировать двухшлейфный направленный ответвитель на основе несимметричной полосковой линии.

Рабочая длинна волны = 3 см.

Волновое сопротивление подводящих линий Z0 =50 Ом.

Переходное ослабление С13 = 2 дБ

Диапазон рабочих температур: от –50С до +150С

Дополнительные требования: минимальные габариты.

Необходимо выбрать материал для изготовления направленного ответвителя. Рассчитать размеры элементов полосковой схемы, вычислить рабочие параметры, определить минимальную величину направленности С34 при расстройке от центральной частоты диапазона на ff0, качественно обосновать необходимость подключения к развязанному плечу согласованной разгрузки.


  1. Теоретическая часть.

Направленные ответвители (НО) называются восьмиполюсники, предназначенные для направленного ответвления СВЧ- энергии.

Они используются в схемах измерения коэффициентов отражения, смещения и разделения сигналов, контроля параметров сигналов, мощности, частоты, а также переключателей, фазовращателей и т. д.

Линия передачи НО, по которой передается основная мощность, называется первичной, или основной, а линия, в которую ответвляется часть мощности, - вторичной, или вспомогательной.

Основными характеристиками, НО являются переходное ослабление, направленность.

Переходное ослабление представляет собой выраженное в децибелах отношение входной мощности основной линии к мощности, ответвленной в рабочее плечо 4 вспомогательной линии:

А14 = 101g Р1/Р4.

Направленность представляет собой выраженное в децибелах отношение мощностей на выходе рабочего 4 и нерабочего 3 плеч вторичной линии

А43 = 101g Р4/Р3.

Выход нерабочего плеча вторичной линии всегда нагружается на согласованную нагрузку.


Р1 Р2

1 Основная линия 2


3 4

Вспомогат. линия

Р3 Р4


Схема направленного ответвителя.


Шлейфные направленные ответвители (НО).

Они состоят из двух отрезков полосковых линий передачи, соединенных между собой с помощью двух и более шлейфов, длинны и расстояния, между которыми равны четверти длины волны, определенной в полосковой линии передачи.

С увеличением числа шлейфов направленность и диапазонные характеристики шлейфового, НО улучшается. Однако при числе шлейфов более трех их волновые сопротивления становятся настолько большими, что практически не могут быть реализованы в печатном исполнении. В связи с этим в ИС СВЧ наибольшее распространение получили двух – и трехшлейфные НО.


в/4


Y2 Y0


1 3

Y1 Y1

A A


2 4

Y0 Y2 Y0


Шлейфный направленный ответвитель в виде квадрата.


  1. Основной расчёт.

    1. Выбор материала для диэлектрической подложки.

Исходя из дополнительных условий (минимальные габариты) нужно выбрать такой материал, у которого диэлектрическая проницаемость () максимальная, а tg - минимальный. Также должен соблюдаться диапазон рабочих температур.

На основании вышесказанного выберем керамику, имеющую следующие параметры.


Материал Марка Гост или ТУ

Толщина

мм

Допуск

мм

Габариты

мм

tg

диапазон Группа
Керамика 22ХС АЯ0.027.002ТУ 1,5  0,01 24х30, 48х60 10,30

-50

+ 1000

III

    1. Расчёт на компьютере

Шлейфовый направленный ответвитель

Исходные данные:

Длина волны л (См) 3.00000

Волновое сопротивление (Ом) 50.00000

Диэлектрическая проницаемость материала 10.30000

Толщина токоведущей полоски (мм) 0.03500

Толщина подложки (мм) 1.50000

+- DF/F0 (%) 1.00000

Результаты расчета:

Эффект. Диэлектрическая проницаемость 7.05203

Длина волны в линии на ср. частоте диап. (См) 1.12970

Длина отрезков полоскового волновода (См) 0.28243

Длина шлейфа (См) 0.25418

Ширина отрезков полосковых линий (мм) 2.31461

Ширина плеч подводящих линий (мм) 1.36813

Рабочее затухание (дБ) 2.47703

Переходное ослабление (дБ) 3.49194

Коэффицент деления мощности (дБ) 0.91515

При F=FN (дБ) С34 = -35.99067

При F=FB (дБ) С34 = -36.16438

Центральная частота диапазона (ГГц) 8.27444


Чертёж рассчитанной выше топологии НО приводится в приложении. Окончательно размеры подложки будут 15х14 мм.


3. Выбор корпуса


Так как данное полосковое устройство не имеет никаких навесных элементов, и доступ к нему нужен только с одной стороны, то целесообразно использовать корпус чашечного типа.

Чашечный корпус включает в себя: непосредственно сам корпус, переход высокочастотный, плату, резиновую про­кладку, крышку, трубку (для заполнения инертным газом), низ­кочастотный вывод, проволоку. Корпус легко изготовить фрезерованием. При серийном изготовлении можно использовать литье, штамповку, прессование из пластмассы и металлизацию гальванопласти­ческим или химико-гальваническим способом. Плата в корпусе крепится либо механическим прижимом ее ко дну корпуса с помощью винтов или других эле­ментов (например, верхней крышки при сборке конструкции на СПЛ), либо при­пайкой металлизированной экранированной стороны платы к дну корпуса (непосредственно или через компенсирующие прокладки из металлической сетки, чтобы снизить напряжения, возникающие из-за разности КТЛР).

Герметизация корпуса производится пайкой по контуру крышки и пере­ходов, заливкой щелей компаундами. При использовании пайки выполняем шов с закладкой проволоки , что обеспечивает воз­можность вскрытия корпуса при ремонте, и используем резиновую прокладку, препятствующую попаданию припоя и флюса внутрь корпуса. Сборочный чертёж корпуса приводится в приложении.


4. Список использованной литературы


  1. Методические указания и задания к курсовой работе по курсу «Конструкции экранов и СВЧ устройств». Москва 1985г.

  2. Полосковые платы и узлы. Пректирование и изготовление. Е. П. Котов. Сов. радио, 1979.

  3. Справочник по расчёту и конструированию СВЧ полосковых устройств. В. И. Вольман. Радио и связь. 1982г.

  4. Конспект лекций по дисциплине «Техническая электродинамика».

6




Overview

Лист1
Лист2
Лист2 (2)


Sheet 1: Лист1

Частота Потери в канале прямой связи [дБ] Потери в канале направленной связи [дБ]
3.46500 18.74726 0.05834
3.46967 18.61415 0.06017
3.47433 18.48305 0.06203
3.47900 18.35388 0.06391
3.48367 18.22660 0.06583
3.48833 18.10114 0.06777
3.49300 17.97746 0.06975
3.49767 17.85551 0.07175
3.50233 17.73524 0.07378
3.50700 17.61660 0.07584
3.51167 17.49955 0.07793
3.51633 17.38404 0.08005
3.52100 17.27004 0.08220
3.52567 17.15751 0.08438
3.53033 17.04641 0.08659
3.53500 16.93670 0.08883

Sheet 2: Лист2



Sheet 3: Лист2 (2)



МГАПИ

Курсовой проект

Группа ПР-7

Специальность 2008

Студент .


РАСЧЕТ НАПРАВЛЕННОГО ФИЛЬТРА НА ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ

Вариант 4.0


ИСХОДНЫЕ ДАННЫК:


Длина волны L [см]:....................................... 10.00

Характеристическое сопротивление проводящих полосок [Om]:. 50.00

Частота приемника [ГГц]:.................................. 3.50

Полоса пропускания [%]:................................... 2.00

Коэффициент затухания в канале прямой связи [дБ]:......... 2.00

Коэффициент затухания в канале направленной связи [дБ]:... 30.00

Диэлектрическая проницаемость материала:.................. 10.00

Толщина подложки [mm]:.................................... 0.5


РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ:


Длина одной стороны петли [sm]:........................... 0.79057

Коэффициент неравномерности ЧХ в полосе пропускания:...... 1.82032

Коэффициент связи:........................................ 0.96077

Волновое сопротивление Ro прямое [Om]:.................... 7.07004

Волновое сопротивление Ro направленное [Om]:.............. 0.14144

Верхняя граница приема [ГГц]:............................. 3.53500

Нижняя граница приема [ГГц]:.............................. 3.46500

Зазор в области связи S [mm]:............................. 0.05142

Ширина полосок b [mm]:.................................... 0.68207


Частота [ГГц]:........................................... 3.46500

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.74726

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.05834


Частота [ГГц]:........................................... 3.46967

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.61415

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06017


Частота [ГГц]:........................................... 3.47433

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.48305

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06203


Частота [ГГц]:........................................... 3.47900

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.35388

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06391


Частота [ГГц]:........................................... 3.48367

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.22660

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06583


Частота [ГГц]:........................................... 3.48833

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 18.10114

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06777


Частота [ГГц]:........................................... 3.49300

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.97746

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.06975


Частота [ГГц]:........................................... 3.49767

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.85551

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.07175


Частота [ГГц]:........................................... 3.50233

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.73524

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.07378


Частота [ГГц]:........................................... 3.50700

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.61660

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.07584


Частота [ГГц]:........................................... 3.51167

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.49955

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.07793


Частота [ГГц]:........................................... 3.51633

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.38404

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.08005


Частота [ГГц]:........................................... 3.52100

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.27004

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.08220


Частота [ГГц]:........................................... 3.52567

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.15751

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.08438


Частота [ГГц]:........................................... 3.53033

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 17.04641

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.08659


Частота [ГГц]:........................................... 3.53500

Потери в канале прямой связи [дБ]:....................... 16.93670

Потери в канале направленной связи [дБ]:................. 0.08883


Задание.

Сконструировать направленный фильтр на основе полосковой линии. Фильтр используется для разделения каналов приёма и передачи, причём и передатчик, и приёмник работают на одну антенну.

Частота принимаемого сигнала fпр=4,5 ГГц.

Полоса частот, занимаемая принимаемым сигналом 2fпр=2%

Частота передатчика fпрд=3,5 ГГц.

Коэффициент затухания на границе полосы пропускания не должен превышать значения LНс=2 дБ.

Коэффициент затухания прямого канала на частоте направленной связи больше LПс=30 дБ.

Характеристическое сопротивление подводящих полосок 50 Ом.

Диапазон рабочих температур : -50 — +85 C.

Дополнительные условия: минимальный объём.

Требуется выбрать материал подложки устройства. Определить конструктивные размеры полосок фильтра. Построить частотные зависимости LПс(f) и LНс(f). Предусмотреть подключение к плечу 4 согласованной нагрузки в виде сосредоточенного элемента с мощностью рассеяния, не превышающей 2 Вт при непрерывном режиме работы.

1. Фильтры.

Фильтр — четырёхполюсник, затухание которого мало в заданной полосе (полоса пропускания) и велико на всех других частотах вне этой полосы (полоса заграждения). Большое затухание в

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: