ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ»

Устройства СВЧ и антенны

Методическая разработка к лабораторной работе

“ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ СВЧ ФИЛЬТРОВ”

Составители: д.ф.-м.н. Неганов В.А.

к.ф.-м.н. Солдатов А.А.

Рецензент: к.ф-м.н. Зайцев.В.В.

Самара

2009

В методическом указание даются методы синтеза и конструкции микрополосковых СВЧ фильтров. Описана методика измерения их основных параметров, а также дается методика исследования частотных характеристик микрополосковых СВЧ фильтров.

Для студентов специальности 210302.

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ СВЧ ФИЛЬТРОВ

Лабораторная работа исследовательского характера посвящена изучению микрополоскового полосно-пропускающего фильтра СВЧ-диапазона.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В ЛАБОРАТОРИИ

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

2. Каждый студент, ознакомившийся 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 выявлены достаточные знания студента по данной работе.

4. Лабораторная работа оформляется в виде отчета согласно « Содержание отчета» в описании работы.

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

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

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

Лабораторная работа

“ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ СВЧ ФИЛЬТРОВ”

1. Цель работы

1- ознакомится с принципом работы фильтров; 2- изучить методы синтеза и реализации микрополосковых фильтров; 3- провести экспериментальное исследование частотных зависимостей основных параметров микрополоскового полосно-пропускающего фильтра (ППФ); 4- исследовать влияние экрана на амплитудно-частотные характеристики ППФ.

2. Литература

1. Малорацкий Л.Г. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. – М. : Сов.радио, 1976, с.12, 13, 29, 30, 34-38, 41-43, 49-54, 165-184.

2. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях.- М.: Сов.радио, 1972, с.89-92, 97, 95-103, 110-114.

3. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волновой техники.- М.: Сов.радио, 1967, с. 439-552.

4. Конструирование экранов и СВЧ-устройств.: Учебник для ВУЗов. А.М Чернушенко, Б.В. Петров, Л.Г. Малорацкий и др.- М.: Радио и связь, 1990, с. 138-143.

5. Неганов В.А., Яровой Г.П. Теория и применение устройств СВЧ.- М.: Радио и связь, 2006, с. 415-472.

6. Приложение к настоящей методической разработке.

3. Подготовка к лабораторной работе

При подготовке к лабораторному занятию необходимо:

- изучить задание на работу, цель работы;

- рассчитать чебышевский микрополосковый ППФ на связанных линиях передачи;

- изучить методику измерения параметров фильтра.

При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить соответствующие разделы лекция, материалы, изложенные в [1-6], и ответить на контрольные вопросы.

4. Контрольные вопросы

1. Каков принцип действия и эквивалентная электрическая схема ППФ?

2. Каковы частотные характеристики ППФ?

3. Каковы задачи синтеза фильтров, требования к конструкциям фильтров?

4. Назвать этапы синтеза фильтров.

5. Что представляют собой чебышевская и максимально гладкая характеристики?

6. Что такое фильтр-прототип нижних частот?

7. Описать конструкции ППФ и фильтра нижних частот (ФНЧ).

8. Назвать способы сокращения габаритов фильтров.

9. Какие материалы используются в качестве подложек проводников для фильтров СВЧ?

10. Какова технология изготовления микрополосковых СВЧ устройств?

11. Как определяется число звеньев?

12. В чем заключается нормализация полосы пропускания? Как осуществляется переход от фильтра-прототипа нижних частот к ППФ?

13. Каков порядок расчета микрополоскового ППФ?

14. Какое влияние на характеристики фильтра оказывает наличие экрана?

15. Как зависит частотная характеристика фильтра от ширины полосковых проводников и зазоров между ними?

16. На каком расстоянии друг от друга располагаются фильтры в интегральных схемах?

17. Нарисовать схему экспериментальной установки и рассказать о порядке исследования микрополоскового ППФ.

5. Расчетная часть

Пользуясь формулами, приведенными в Приложении и литературой [1-4], рассчитать чебышевский микрополосковый ППФ на связанных линиях передачи и разработать рисунок печатной платы (см. топологию фильтра на рис.I0б).

Волновое сопротивление питающей микрополосковой линии (МПЛ) W_о=50 Ом; ее размеры: относительная диэлектрическая проницаемость подложки =9,6; высота подложки h=1 мм. Ширина МПЛ w определяется из следующих соотношений:

1) при

;

2) при

,

где ;

.

При расчетах каждая бригада должна пользоваться данными табл.1.

Таблица 1

№ варианта	1	2	3	4
f-n , MГц	4700	4800	4730	4770
fn , MГц	5000	5100	5030	5070
f-3 , МГц	4600	4700	4630	4670
f3 , МГц	5100	5200	5130	5170
Pn , дВ	0.3	0.5	0.1	1.5
Р3 , дВ	30	30	30	30