МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИИ

ПОВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ

Методическая разработка к лабораторным работам

“ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

МИКРОПОЛОСКОВЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ”

“ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

ВОЛНОВЫХ МАТРИЦ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА”

Составители:

Рецензенты:

Самара 2004

УДК 621.396.67

В методических указаниях даются методы синтеза согласующих элементов. Предлагается методика самостоятельного изготовления согласующего четвертьволнового микрополоскового трансформатора, а так же методика определения элементов волновых матриц четырехполюсника.

Для студентов специальности 2301.

“ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОПОЛОСКОВЫХ

СОГЛАСУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЛНОВЫХ МАТРИЦ”

Данные лабораторные работы исследовательского характера посвящены изучению вопросам согласования СВЧ-линий передачи и определению элементов матрицы рассеяния четырехполюсников.

Время выполнения каждой лабораторной работы – 4 часа.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В ЛАБОРАТОРИИ

1. Работа в лаборатории проводится в часы, установленные расписанием.

2. Каждый студент, ознакомившись заранее с описанием работы и изучив рекомендуемую литературу, должен представить руководителю занятий необходимые расчеты по выполняемой работе и бланк отчета.

3. К выполнению работы студент допускается после того, как руководителем занятий будут проверены расчеты и будут выявлены достаточные знания студента по данной работе.

4. Лабораторная работа оформляется отчетом согласно пункта “Содержание отчета” в описании работы.

5. Студент сдает зачет по накопительной системе, т.е. зачет сдается по каждой работе во время, указанное преподавателем.

6. При работе в лаборатории студент обязан строго выполнять правила техники безопасности.

7. С очередностью выполнения лабораторных работ студент обязан ознакомиться по специальным графикам.

Лабораторная работа №1

“ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОПОЛОСКОВЫХ СОГЛАСУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ”

1. Цель работы

1 – изучить основные принципы согласований линий передачи с различными волновыми сопротивлениями; 2 – освоить методику расчета четвертьволнового согласующего трансформатора; 3 – освоить методику изготовления и настройки микрополоскового четвертьволнового трансформатора.

2. Литература

1. Конструирование экранов и СВЧ-устройств. Учебник для ВУЗов. Под ред. А.М. Чернушенко – М.: Радио и связь, 1990.

2. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. – М.: Высшая школа, 1988.

3. Лебедев Н.В. Техника и приборы СВЧ. Т.1. Техника сверхвысоких частот. – М.: Высшая школа, 1970.

4. Микроэлектронные устройства СВЧ. Под ред. Г.И. Веселова. – М.: Высшая школа, 1988.

5. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ. Под ред. В.В. Никольского. – М.: Радио и связь, 1982.

6. Малорацкий Л.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. – М.: Сов. радио, 1976.

7. Приложения к настоящей методической разработке.

3. Подготовка к лабораторной работе

При подготовке к лабораторным занятиям необходимо:

1. Изучить задание на работу и цель работы.

2. Используя данные, приведенные в табл.1, рассчитать геометрические размеры четвертьволнового согласующего трансформатора (рис.1).

3. Изучить методику изготовления трансформатора из фольгированного диэлектрика.

4. Ознакомиться с устройством микроскопа, основными органами управления генератора СВЧ, измерительной линии.

5. Изучить соответствующие разделы лекций, материалы, изложенные в [1-6], методические указания к работе и ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1

Вари-ант	Диэлектри-ческая проницаемость подложки	Толщина диэлек-трической подложки, мм h	Толщина фольги, мм t	Волновое сопроти-вление входной линии,Ом Z0	Центральная частота, ГГц f0	Ширина выходной линии, мм H
1	10	1	0	50	4,5	2,0
2	10	1	0	50	4,5	2,5
3	10	1	0	50	4,5	3,0
4	10	1	0	50	4,5	3,5
5	10	1	0	50	4,5	2,0
6	10	1	0	50	4,5	3,0
7	10	1	0	50	4,5	2,5
8	10	1	0	50	4,5	3,5

Рис.1

4. Контрольные вопросы

1. Каково назначение согласующих элементов в технике СВЧ?

2. Какие существуют способы согласования? Их достоинства и недостатки.

3. В чем отличие узкополосного и широкополосного согласований?

4. Что такое полоса частот согласования и как она определяется?

5. Какие типы согласующих трансформаторов используются при узкополосном и широкополосном согласованиях?

6. Объяснить принцип действия четвертьволнового согласующего трансформатора.

7. Вывести формулу доля волнового сопротивления четвертьволнового трансформатора.

8. Объяснить принцип действия трансформатора с компенсирующей реактивностью.