
- •Обзорные лекции к государственному экзамену "Физические основы получения информации"
- •1. Прохождение ультразвуковой волны через границу раздела двух сред
- •2. Коэффициенты прозрачности и отражения
- •3. Влияние тонкого слоя на прохождение волн
- •4. Основные параметры звукового поля
- •"Методы контроля и управления качеством"
- •"Методы технической диагностики"
- •Тема 1. Построение векторного представления функции неисправности, не прибегая к ее табличному представлению
- •Тема 2. Векторные аналоги теоретико-множественных моделей для построения диагнозов
- •"Теория физических полей"
- •1 Синтез микрополосковой линии передач (мпл)
- •2 Расчет топологии свч переключателя
- •3 Расчет топологии балансного смесителя
- •4 Расчет топологии направленного ответвителя
- •5 Расчет топологии полосно-пропускающего фильтра (ппф)
- •6 Расчет топологии кольцевого делителя мощности
- •7 Расчет управляемого аттенюатора
- •"Физические методы контроля"
- •Активные акустические методы
- •3. Классификация преобразователей
- •4. Обозначение преобразователей
- •6. Расчет режимов намагничивания
- •Расчёт силы тока для циркулярного намагничивания
- •Расчёт силы тока для продольного намагничивания
- •Пример расчёта режимов намагничивания
- •"Измерительные информационные системы"
- •"Конструирование электронных кип"
- •Расчет размерных цепей
- •1.2.4 Допуск замыкающего звена.
- •1.2.5 Предельные отклонения составляющих звеньев.
- •2 Расчёт механических характеристик пластинчатых конструкций
- •3 Помехоустойчивость узлов
- •3.1 Паразитные связи на печатных платах
- •"Технология электронных кип" Проектирование однопредметной поточной линии
- •Проектирование многопредметной поточной станции.
- •Методы обеспечения сборочных поточно-конвейерных линий комплектующими изделиями.
3 Расчет топологии балансного смесителя
Смеситель (преобразователь частоты) является одним из важнейших узлов радиометрического приемника. Специфичным требованием, предъявляемым к смесителям многоканальных приемных устройств, является обеспечение высокой идентичности их параметров (коэффициента передачи и фазочастотных характеристик), что практически определяет вариант гибридно-интегрального исполнения [8].
В смесителе принимаемый СВЧ сигнал преобразуется в сигнал промежуточной частоты, при этом диод используется в качестве нелинейного активного сопротивления. Диод помещается в специальную смесительную секцию, к которой подводят мощности сигнала и гетеродина, и соединяют его с входной цепью УПЧ, служащей нагрузкой диода на промежуточной частоте.
Наиболее важными требованиями, предъявляемыми к электрическим параметрам смесителей СВЧ, являются: минимальный коэффициент шума и достаточная полоса частот.
Лучшими характеристиками обладают балансные смесители (БС), имеющие на входе балансное соединение. В таких смесителях развязка гетеродин-сигнал, гетеродин - ПЧ обеспечивается за счет баланса моста, подбора идентичных диодов и их согласования. В схемах БС используются подобранные пары разнополярных диодов с малым разбросом параметров в паре. Это необходимо для получения коэффициента подавления шумов гетеродина больше 20 dB.
Для данной схемы БС выбираем смесительные диоды 3А117БР-6 арсенидогаллиевые, планарно-эпитаксиальные, с барьером Шоттки. Предназначены для применения в преобразователях частоты сантиметрового диапазона длин волн в составе гибридных интегральных микросхем и микросборок. Выпускаются в бескорпусном исполнении с жесткими выводами на кристаллодержателе.
Рисунок 3.1 - Топология микрополоскового балансного смесителя
Расчет балансного смесителя проводим в следующем порядке.
Рассчитаем минимально необходимую полосу частот смесителя по формуле
,
где fП – промежуточная частота;
∆fП – полоса пропускания.
fП=
,
fП
=
.
.
Найдем волновое сопротивление полоски основной линии по формуле
Zл
=
,
Zл
=
Найдем ширину полоски основной линии по формуле
,
где
- толщина подложки,
=1,5
см;
-
диэлектрическая проницаемость материала
подложки,
=
2,6.
.
Найдем длину четвертьволновых отрезков основной линии по формуле
,
где
- рабочая длина волны,
=
32 мм;
-
эффективная диэлектрическая проницаемость,
находится по следующей формуле
.
,
.
Волновое сопротивление полоски шлейфов равно сопротивлению линии
Zш
= Zл
=
Найдем ширину полоски шлейфов по формуле
,
.
Найдем длину четвертьволновых отрезков шлейфов по формуле
,
где - эффективная диэлектрическая проницаемость, находится по следующей формуле
.
,
.
Определим потери шлейфа и основной линии
Находим
толщину скин-слоя на частоте
по формуле
,
где
- рабочая частота,
=
9,24 ГГц.
.
Определяем поверхностное сопротивление проводника по формуле
,
где
σ
– удельная проводимость проводника,
для меди σ
=
См/м.
Определяем погонные потери проводимости в несимметричной полосковой линии по формуле
,
,
.
Определяем потери проводимости отрезков основной линии и шлейфа по формуле
,
где
- длина отрезка, мм.
,
.
Находим погонные диэлектрические потери по формуле
,
где
- тангенс угла диэлектрических потерь,
=
.
.
Найдем потери в диэлектрике отрезков моста по формуле
,
где - длина отрезка, мм,
,
.
Найдем полные потери шлейфа и основной линии по формуле
,
,
.
Рассчитаем коэффициент стоячей волны (КСВ) входных плеч моста по формуле
,
.
Определим развязку изолированного плеча
,
Найдем потери моста по формуле
,
.