НАПРАВЛЕННЫЙ ПОЛОСКОВЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ ДЛЯ КАЛИБРУЕМЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

March 29, 2012 by admin Комментировать »

Широков И. Б., Поливкин С. Н., Смайлов Ю. Я. Севастопольский Национальный технический университет, Севастополь, Стрелецкая бухта, Студгородок, 335053, СевНТУ, кафедра радиотехники тел. (+38 0692) 55-000-5, факс 55-414-5, e-mail: shirokov@stel.sebastopol.ua

Рис. 1. Переходное ослабление НО, Ci2. Fig. 1. DC transient reducing, C12

Аннотация – Проведен расчет и моделирование 3 дБ направленного ответвителя (НО) на связанных полосковых линиях с использованием пакета Microwave Office 2002. Изготовлен опытный образец и представлены экспериментальные характеристики ответвителя, хорошо согласующиеся с расчетными.

I.  Введение

Puc. 2. Рабочее затухание HO, Ci3, Fig. 2. Operational attenuation of DC, C13

Рис. 3. Развязка НО, Си. Fig. 3. DC decoupling, Си

При построении СВЧ тракта измерительных систем в ряде случаев требуются широкополосные СВЧ устройства с малыми габаритами и массой. Одним из таких устройств является НО. Применение прецизионных промышленных НО в составе СВЧ систем при их печатном исполнении приводит к необходимости использования большого количества разъёмных соединений, существенному ухудшению массо- габаритных показателей и увеличивает стоимость. В настоящее время в области микроволновых измерений развиваются направления, основанные на принципах предварительной калибровки по образцовым мерам [1]. При реализации этих методов не требуется применение прецизионных микроволновых узлов, поскольку при калибровке определяются собственные константы преобразователя, которые учитываются при проведении процедуры измерения. В связи с этим появляется возможность осуществлять высокоточные измерения с использованием непрецизионной элементной базы.

В предлагаемом докладе рассмотрен НО, выполненный в полосковом исполнении, который может быть использован при создании интегрированных печатных топологий СВЧ устройств.

Рис. 4. Направленность НО, С24. Fig. 4. DC directivity, С24.

В работе представлены результаты проектирования НО с лицевой связью полосковых линий и приведены экспериментально определенные характеристики НО в полосе частот 1.0 -2.0 ГГц.

II.  Основная часть

Рис. 5. Разность фаз между выводами 2 и 3 НО, Л(р° Fig. 5. Phase difference between DC outputs 2 and 3, Aq>°

Расчет основных геометрических размеров 3 дБ НО с лицевой связью проведен по методике, представленной в [2]. В качестве материала подложки использован ФАФ-4 с относительной диэлектрической проницаемостью е = 2,8 и толщиной 1 мм. В результате расчёта ширина проводника в области связи составила 0,7мм, расстояние между проводниками 0,18 мм. Электрическая длина связи составила / = Лср/4, где Лср —средняя длина волны рабочей полосы частот, определяемая в линии передачи. Для частоты / =1,5 ГГц длина проводника связи составила / = 29 мм.

Порты НО выполнены в виде несимметричных полосковых линий. Для согласования связанной симметричной полосковой линии (проводника связи) с портами НО был применен плавный переход.

На основе полученных геометрических размеров в пакете Microwave Office 2002 произведено ЕМ- моделирование структуры НО. Полученные расчетные и экспериментальные электрические характери-

стики показаны на рисунках 1-5. Среднее значение КСВН портов опытного образца НО составило 1,5.

Внешний вид опытного образца ответвителя показан на рисунке 6.

Рис. 6. Фотография опытного образца НО.

Fig. 6. Photograph of DC experimental model

На рисунке 6: 1 и 2 — подложки НО; 3 и 4 — связанная симметричная полосковая линия, 5 — плавный переход микрополосковая линия — связанная симметричная полосковая линия.

III.  Заключение

Таким образом, НО, описанный в докладе, имеет характеристики, позволяющие применять его в качестве элемента при построении калибруемых измерительных СВЧ систем.

Конструктивно одна из подложек НО может быть выполнена непосредственно на печатной плате устройства, в котором он применяется, что значительно упрощает и удешевляет процесс его изготовления.

Результаты моделирования, выполненные с использованием пакета Microwave Office 2002, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Отклонения полученных результатов от ожидаемых поясняется влиянием разъемов СВЧ и плавного полоскового перехода на результирующие характеристики устройства.

Дальнейшее улучшение характеристик устройства связано с оптимизацией его параметров, а также реализацией оптимального коаксиально-полоскового перехода с целью уменьшения значения его КСВН в пределах рабочей полосы частот.

IV. Список литературы

[1]  Епдеп G. F. Calibration of an arbitrary six-port junction for measurement of active and passive circuit parameters //

IEEE Trans. IM.- 1973,- V.22, № 4. – P.295-299.

[2] Д. И. Воскресенский. P. А. Гоановская. H. С. Давыдова. Антенны и устройства СВЧ (Проектирование фазированных антенных решеток): Учебн. пособие для вузов. / Под ред. Д. И. Воскресенского. – М. Радио и связь, 1981, 432 с.

STRIPLINE COUPLER FOR CALIBRATING MEASURING SYSTEMS

Shirokov I. B., Polivkin S. N., Smailov Yu. Ya.

Sevastopol National Technical University 335053, Sevastopol, Strelezkaya bay, Studgorodok, SNTU,

Chair of radio engineering Phone: (+38 0692) 55-000-5, fax 55-414-5,

E-mail: shirokov@stel. sebastopol. ua

The abstract – Calculation and modeling of 3 dB directional coupler on the connected striplines using Microwave Office 2002 software was carried out. The development type was built, and the calculation and experimental performances of the coupler are presented.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты