Отчет по лабораторной работе Направленный ответвитель на основе связанных линий передачи
 Скачать 83.64 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САРАТОВСКИЙ национальный исследовательский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО» Отчет по лабораторной работе «Направленный ответвитель на основе связанных линий передачи» Выполнил: Студент 4-го курса группы 423 направление подготовки 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» Саяпин Роман Проверил: Доцент кафедры радиотехники и электродинамики, к.ф.-м.н., доцент Слепченков М.М. Саратов 2020 г. Цель работы: Изучение направленных ответвителей и их основных параметров. Освоение методики синтеза направленных ответвителей на базе ступенчатых связанных линий передачи. Моделирование широкополосного противонаправленного ответвителя в приближении Т-волн и исследование его схемотехнической модели на микрополосковой линии передачи. План работы: Ознакомиться с принципом работы и основными характеристиками направленных ответвителей СВЧ. Синтезировать в приближении Т-волн трехступенчатый симметричный НО класса I. Определить волновые сопротивление связанных ЛП для четной и нечетной мод, используя полученные на предыдущем шаге значения коэффициентов связи ki. Используя полученные параметры отрезков связанных ЛП, построить в программном пакете Qucs модель НО в приближении Т-волн. Провести моделирование S-параметров полученной схемы НО в полосе частот. На основе имеющихся параметров элементов рассчитать НО на микрополосковой линии передачи. Построить схемотехническую модель НО. Получить S-параметры НО (в дБ) и построить соответствующие графики. Составить вывод. Ход работы Определим значение коэффициента связи i-го отрезка связанных ЛП ki, с помощью формулы:  гдеρi++ - значение нормированного волнового сопротивления четырёхполюсного аналога. При значении i = 1: ρ1++ = 1,208 и k1 = 0,19. При значении i = 2: ρ2++ = 3,420 и k2 = 0,84. Построим схему трехступенчатого симметричного НО класса I.  Рис. 1. Схема трехступенчатого симметричного НО класса IОпределим значения Z0ei, Z0oi, Z0i, с помощью формул:
где Z0ei – волновое сопротивление i-го отрезка ЛП для четной моды, Z0oi – волновое сопротивление i-го отрезка ЛП для нечетной моды, Z0 = 50 Ом – волновое сопротивление подводящих ЛП. Z0e1 = 60,6 Ом и Z0o1 = 41,23 Ом. Z0e2 = 169,56 Ом и Z0o2= 20,83 Ом. В последующих этапах лабораторной работы мы заменим значение Z0e2 и Z0o2 на 120 и 20,83 Ом соответственно для сохранения наглядности эффекта в условиях работы в программе Qucs. Произведём моделированиеS-параметров полученной схемы НО в полосе частот.  Рис. 2. График зависимости параметра S11(дБ) полученной схемы НО в полосе частот.  Рис. 3. График зависимости параметра S12(дБ) полученной схемы НО в полосе частот.  Рис. 4. График зависимости параметра S13(дБ) полученной схемы НО в полосе частот.  Рис. 5. График зависимости параметра S14(дБ) полученной схемы НО в полосе частот. Рассчитаем НО на микрополосковой линии передачи. Значения НО на микрополосковой линии передачи для нечётных мод: W1 = 1,71; S1 = 0,43; L1 = 22,71. Значения НО на микрополосковой линии передачи для чётных мод: W2 = 0,68; S2 = 0,00055; L2 = 23,26 Построим схемотехническую модель НО.  Рис. 6. Схемотехническая модель НО. Произведём моделированиеS-параметров схемотехнической модели НО в полосе частот.  Рис. 7. График зависимости параметра S11(дБ) схемотехнической модели НО в полосе частот.  Рис. 8. График зависимости параметра S12(дБ) схемотехнической модели НО в полосе частот.  Рис. 9. График зависимости параметра S13(дБ) схемотехнической модели НО в полосе частот.  Рис. 10. График зависимости параметра S14(дБ) схемотехнической модели НО в полосе частот. Вывод: В данной работе мы изучили направленные ответвители и их основные параметры. Освоили методики синтеза направленных ответвителей на базе ступенчатых связанных линий передачи и произвели синтез трехступенчатого симметричного НО. Научились моделировать широкополосноый противонаправленный ответвитель в приближении Т-волн и исследовали его схемотехническую модель на микрополосковой линии передачи. Скорее всего, причиной расхождения полученных параметров связанных линиий передач является погрешность большого числа моделируемых параметров, так как НО на микрополосковой линии передачи включает в себя параметры подложки. |
