Технические разделы

Математическое моделирование конструктивных реализаций ЧФ СВЧ

С помощью подпрограммы EM-Sight, входящей в пакет программ Microwave Office, произведены расчет и оптимизация характеристик фильтров, входящих в состав УЧС. Исходными данными для расчета характеристик фильтров служат геометрические и электрические параметры материала подложки и геометрические размеры токонесущих проводников. Для проектирования выбран материал ТЛ/0 с диэлектричесокй проницаемостью =40, с тангенсом угла диэлектрических потерь = 0,01 (на частоте 10 МГц), толщина платы 0.5 мм (Рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Исходные данные для расчета характеристик фильтров

Начальные значения параметров проводников рассчитаны по методу, изложенному в [2]. В расчете фильтров используется Чебышевский прототип девятого порядка с величиной пульсации 0.1 дБ. Ниже представлены формулы, необходимые для расчета:

сопротивления для четного и нечетного типов колебания в полосковых линиях равны

(2.1)

(2.2)

Коэффициенты J находятся по следующим формулам:

(2.3)

(2.4)

где Y0 - волновая проводимость нагружающих линий;- параметры прототипа;- порядок фильтра;- относительная ширина полосы пропускания, определяемая по формуле:

(2.5)

(2.6)

С помощью рассчитанных сопротивлений для четного и нечетного видов колебаний по графикам (Рисунок 2.3) определяются ширины проводников.

Рисунок 2.3 - Номограммы для определения размеров проводников в связанных полосковых линиях при заданных сопротивлениях для четного и нечетного типов волн

Для того чтобы определить длину области связи необходимо вычислить среднюю частоту:

(2.7)

Тогда длина волны в свободном пространстве

(2.8)

и длину волны в диэлектрике

(2.9)

Таким образом, длина области связи

(2.10)

Критериями для оптимизации характеристик фильтров являются параметры, заданные в техническом задании:

коэффициент затухания в полосе пропускания - не ниже -3 дБ;

коэффициент затухания в полосе заграждения - не выше -30 дБ;

коэффициент стоячей волны в полосе пропускания - не выше 2.

После процесса оптимизации получены следующие параметры фильтров (таблица 2.1, рисунок 2.5, рисунок 2.6). Ширины w4, w5, w6 равны w3, поэтому не указаны в таблице.

Таблица 2.1

Фильтр (полоса пропускания, ГГц)

LL длина области связи, мм

h толщина диэлектрика, мм

s1 ширина зазора, мм

w1 ширина подводящих штырей, мм

w2 ширина второго штыря, мм

w3 ширина третьего штыря, мм

 

1,2-1,7

8,520

0,500

0,0796

0,668

0,878

1,940

 

1,4-2,1

7,190

0,500

0,0600

0,424

1,260

1,260

 

1,8-2,7

5,170

0,500

0,0500

0,354

0,766

1,950

 

2,4-4,1

3,540

0,500

0,0520

0,328

0,348

1,460

 

а)

б)

в)

Рисунок 2.4 - а) АЧХ и график КСВ фильтра Ф1; б) АЧХ и график КСВ фильтра Ф2; в) АЧХ и график КСВ фильтра Ф3

Рисунок 2.5 - АЧХ и график КСВ фильтра Ф4.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по технике и технологиям

Расчёт параметров измерительных приборов для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления, определение их метрологических характеристик
Измерения - один из важнейших путей познания природы человеком. Они играют огромную роль в современном обществе. Наука и промышленность не могут существовать без измерений. Недаром великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев ...

Разработка цифрового микропрограммного автомата
Потребность в вычислениях возникла у людей на самых ранних стадиях развития человеческого общества. В любой сфере человеческой деятельности - в науке, технике, производстве, методы и средства Вычислительной техники направлены на повыш ...

© 2019 | www.techexpose.ru