Топология широкополосного трансформатора сопротивлений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Спроектировать и промоделировать топологию широкополосного трансформатора сопротивлений на четвертьволновых отрезках линии передачи в микрополосковом исполнении. Топология - это вид физического представления схемы, в которой каждый ее компонент имеет свои геометрические размеры.

Исходные данные:

Исходные данные представлены в Табл. 1 в соответствии с вариантом

Таблица 1

Синтез трансформатора сопротивлений в распределенном электрическом элементном базисе

Для этого сначала определите общий перепад сопротивлений четвертьволнового трансформатора, используя формулу:

- общий перепад сопротивлений четвертьволнового трансформатора и находим его относительную полосу пропускания w по формуле

широкополосный трансформатор сопротивление

При проведении дальнейших расчетов найденное значение необходимо взять больше на 10 %, чтобы обеспечить некоторый запас по полосе пропускания

Выберем в соответствии с ТЗ число секций (Табл.2) и нормированные сопротивления (Табл.3,Табл.4)

Таблица 2

Максимальные значения КСВН для четвертьволновых трансформаторов с Чебышевской характеристикой

Таблица 3

Значения для четырехсекционных четвертьволновых трансформаторов с Чебышевской характеристикой

Таблица 4

Значения для четырехсекционных четвертьволновых трансформаторов с Чебышевской характеристикой

Моделирование трансформатора сопротивлений в распределенном электрическом элементном базисе:

Денормируем волновые сопротивления секций трансформатора:

Рассчитываем центральную частоту полосы пропускания:

Заносим результаты в таблицу:

Таблица 5

Значения сопротивлений

Строим схему в распределенном элементном базисе:

Рис. 1. Схема трансформатора в распределенном ЭБ

Рис. 2. Частотная характеристика трансформатора в распределенном ЭБ

Рис. 3. Частотная характеристика |S21| трансформатора в распределенном ЭБ

Моделирование трансформатора сопротивлений в распределенном геометрическом элементном базисе:

Рис. 4. Перевод секции в геометрический ЭБ

Рис. 5. Перевод секции в геометрический ЭБ

Рис. 6. Перевод секции в геометрический ЭБ

Рис. 7. Перевод секции в геометрический ЭБ

Заносим результаты в таблицу:

Таблица 6

Геометрические размеры секций трансформатора

Подложку выбираем из поликора с размерами: 60х48х1 мм

Рис. 8. Схема трансформатора в геометрическом ЭБ

Рис. 9. Частотная характеристика трансформатора в геометрическом ЭБ

Рис. 10. Частотная характеристика |S21| трансформатора в геометрическом ЭБ

Из графиков видно, что полоса пропускания при переходе к геометрическому электрическому элементному базису увеличилась. Проведем оптимизацию путём изменения длин трансформаторных секций

Рис. 11. Схема трансформатора в геометрическом ЭБ после оптимизации

Рис. 12. Частотная характеристика трансформатора в геометрическом ЭБ после оптимизации

Рис. 13. Частотная характеристика |S21| трансформатора в геометрическом ЭБ после оптимизации

Таблица 7

Геометрические размеры секций трансформатора после оптимизации

Вывод

В ходе выполнения работы был спроектирован широкополосный трансформатор сопротивлений в микрополосковом исполнении с использованием программы Microwave Office.

Проектирование в Microwave Office проводилось с учетом диэлектрических параметров подложек и потерь в проводниках и в диэлектриках, что дает более точные результаты.

Полученные частотные характеристики не превышают заданного уровня (КСВ<1.35) в заданном диапазоне частот(0.5-1.5ГГц) Разработанная топология четвертьволнового трансформатора сопротивлений удовлетворяет техническому заданию и ОСТ.

Размещено на Allbest.ru