Scopul lucrării. Un studiu de linii de transmisie microstrip și rezonatoare. Dobândirea de abilități practice de lucru cu un generator de baleiaj (generator de matura), în combinație cu un VSWR indicator și atenuare.
2.Mikropoloskovye microstrip linii de transmisie și rezonatoare.
line Microstrip (MPL) (Figura 1 a) - o linie cu două fire este o bandă cu o secțiune transversală în formă de linii paralele cu un plan de simetrie paralelă cu direcția de propagare a energiei (în Fig.1 a: 1 - benzi conductoare 2 - ecran (lut electrod), 3 - un substrat dielectric). MPL - este în prezent linia de transmisie prin microunde cele mai utilizate pe scară largă în dezvoltarea de dispozitive cu microunde miniaturale. Tipul principal MPL este cvasi - val TEM, dar poate fi excitat tipuri de undă și mai mari. Structura câmpului de MPL în secțiune transversală este prezentată în Fig.1 b.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale MPL este rezistența de undă, determinat dimensiunile geometrice ale liniei și permitivitatea substratului. Pentru benzi de grosime zero,
,
unde - efectiv constantei dielectrice. În cazul static.
Strict vorbind MPL este o linie de dispersie și toate caracteristicile sale depind de frecventa. Wavelength în MPL este definită prin expresia
.
Definiția exactă a dependențelor de frecvență, precum și alți parametri MPL necesită rezolvarea unei probleme care valoarea limită cu utilizarea metodelor numerice și aplicații informatice. Pentru calcularea aproximativă a dispersiei undei cvasi-T poate folosi o formulă de aproximare
,
Ceea ce dă evaluare bună calitate.
arată analiza care crește odată cu creșterea frecvenței de la cu. Pentru frecvențe mai mici de 10 GHz, diferă puțin de.
Una dintre cele mai simple, și în același timp, elementele majore ale circuitelor de microunde pe baza MPL este un rezonator microstrip (MPR), care este un segment de MPL lungime rezonant l. Prin construcție, MNR împărțit în închise (de exemplu, circulară), precum și scurtcircuitate și deschis la sfârșitul anului. Scurtcircuitat la capetele MNR sunt rar folosite din cauza dificultăților tehnologice pentru a asigura izolația între MPL conductoare. Figura 2. prezintă exemple de capetele deschise ale MPR liniare (a) și MNR inelar (b). Principalele caracteristici ale rezonatorului sunt rezonant frecvența și Q. factor de calitate experimental, aceste caracteristici pot fi obținute prin măsurarea caracteristicilor de transmisie ale rezonatorului. Frecvența de rezonanță este determinat de lungimea rezonatorului MPR l și constanta dielectrică a substratului. Pentru un rezonator liniar (2a)
În cazul în care c - a vitezei luminii în vid, - eficientă constantă dielectrică, n = 1,2, ... - numărul de jumătate din lungimea montarea în cavitate.
Q încărcat al rezonatorului este definit ca
,
Care - lățimea curbei de rezonanță, măsurată cu 3 dB de maxim. Pentru MNR caracterizate prin valori scăzute ale Q (100 - 500). Principalele avantaje MNR - dimensiuni mici, compatibilitatea cu liniile de transmisie cu microunde și elementele plane active (diode, tranzistori, etc ...).
2. Descrierea configurării experimentale.
linii de măsurare (figura 3) este utilizat pentru măsurarea MUX lungimii de undă. Unitatea - este prezentată în Fig.4. linia de măsurare Microstrip este MPL într-un ecran metalic, pe care sonda diapozitive Carul asociată cu o riglă de măsurare. Pentru a măsura caracteristicile rezonator microstrip este utilizat SWR panoramică și atenuare - un dispozitiv destinat monitorizării pe ecran și măsurarea frecvenței dependenței de atenuare și CWS (unitate câștig). dispozitiv de măsurare a VSWR oferă o gamă 1,0 până la 6,0. Instrumentul prevede o măsurare a coeficientului de transmisie cu două porturi de la 0 la -40dB. Intervalul de frecvență a instrumentului de la 1 GHz până la 10 GHz (microunde unități interschimbabile).
Schema de măsurare modul de măsurare instalare SWR și caracteristicile transmisiei prezentate în Figura 5 (a) și 5 (b), respectiv.
SWR Panoramic este alcătuit din următoarele unități și componente: generator de baleiaj 1, un SWR indicator și unitatea de atenuare 2 și cuploare direcționale 3, 4, 5 cu detectoarele 8. Principiul de funcționare al unei măsurători panoramice VSWR este după cum urmează. Generatorul de microunde 1 generează oscilații microunde cu o variabilă sawtooth frecvență. Valorile frecvențelor de început și sfârșit sunt setate stilouri „“ și „“. Putere microunde este alimentat pentru a bloca cuplelor directionale 3. direcțională Cuplajul 3 cupluri o parte a puterii, care este proporțională cu puterea incidentă și trimite la detectorul 6. Cuplajul direcțional 4 ramurilor o parte reflectată de obiectul de studiu 7 și trimite puterea detectorului. Semnalele corespunzătoare valorilor de incidente și puterea reflectată, după detectarea unei unități de afișare furnizat. Unitatea de afișare este produs de amplificare și compararea a două semnale. Ca urmare, raportul iese în evidență și este furnizat la lampa. Dacă modificați frecvența ecranului afișează dependența de frecvență. Pentru comoditate indicatorul scală de măsurare este gradat în unități de cabluri din oțel și switch-uri la schimbare „limită“ măsurători comutator limită. scara reticulului mecanice și le-au combinat cu vizor electronic, care este o linie luminoasă de pe ecranul de afișare este mutat de mâner „Count“.
O schemă bloc a aparatului pentru măsurarea frecvenței asupra câștigului este prezentat în Figura 5 (b). Direcțională cuplaj 5 ramuri partea din puterea transmisă prin canalul de microunde elementul examinat 7, și trimite la detector. A primit în unitatea de afișare 2 semnale corespunzătoare puterii incidentului și undele transmise sunt procesate în blocul 2, rezultând în ecranul de afișare se observă răspunsul de frecvență al unui element al căii de microunde.
3. Prelucrarea rezultatelor.
Măsurarea caracteristicilor rezonator microstrip.
Pe ecran indicator SWR primit rezonanta MNR caracteristica de transfer.
benzi rezonator lungime l = 15mm
factor de calitate bună a rezonator microstrip cu pierderi mici în dielectric și metalul este egal cu 500. Ne-am întors 95. Explicația este simplă. mikropolosok nostru - lipit folie de cupru, calitatea lasă mult de dorit. În plus, contribuția sa de a face el însuși liantul care adaugă pierderi dielectrice suplimentare. Rezultate bune pot fi realizate prin colaborarea cu Ministerul Resurselor Naturale, cu microstrips stropite. Cu toate acestea, 95 este, de asemenea, o valoare decentă. Distribuția rezultantă a câmpului de-a lungul MPL a arătat că aceasta este într-adevăr sinusul totuși puternic deformată de interferențe ale echipamentelor vechi. Dependența lungimii de undă a frecvenței nu este o funcție liniară. Acest lucru se datorează EEFF de frecvență schimbare.