Экспериментальная часть

Топология двухзвенного ППФ, выполненного на связанных МПЛ, приведена на рис.12, где l длина отрезков связанных линий, приближенно равная четверти длины волны  в МПЛ на средней частоте f₀ рабочего диапазона частот; W - ширина МПЛ; s - ширина зазора. Вход и выход фильтра нагружены на сопротивление 50 Ом. Выбор материала подложки и толщины проводящего слоя проводится в соответствии с заданным вариантом согласно табл.2. Частота f₀ указана в той же таблице.

Рис.11. Результаты расчета геометрических размеров МПЛ

Рис.12. Топология исследуемого фильтра

Лабораторное задание

1. Повторить пример моделирования ФНЧ из [2].

2. С помощью блока TXLine вычислить длину l четвертьволнового отрезка МПЛ на частоте f₀, волновое сопротивление линии 50 Ом.

3. Собрать схему моделирования фильтра.

4. Рассчитать частотную характеристику коэффициента передачи фильтра S21.

Таблица 2

Варианты заданий

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8
Частота fo, ГГц	12	12	5	5	10	10	10	12
Материал подложки	Поликор						RO3010
Диэлектрическая проницаемость ε	9,8						10,2
Тангенс угла диэлектрических потерь δ	0,001						0,0035
Толщина подложки h, мм	0,5	1	0,5	1	0,5	1	0,25	0,25
Толщина проводника t, мкм	2,5	2,5	5	5	2,5	2,5	17	17
Ширина зазора s, мм	0,5	0,5	1	1	0,5	0,5	0,5	0,5

5. Настроить фильтр на максимум коэффициента передачи S21 на заданной частоте с помощью изменения длины звена фильтра.

6. Изменить ширину зазора и повторить пункт 3.

7. Добавить звено фильтра и повторить пункт 3.

Методика выполнения работы

Перед проведением работы изучить методические указания [2].

1. Вызвать на экран монитора программу Microwave Office. (Путь запуска программы: Start → All Programm →AWR →MWO 225.)

2. Создать свой проект, как описано в [2]. Дать имя проекту filter_n, где n - номер варианта. Определить единицы измерений в проекте.

3. Рассчитать длину четвертьволнового отрезка МПЛ. Вызвать команду меню Window TXLine. На экране монитора появится окно для расчета параметров линий. Выбрать окно Microstrip и ввести данные для расчета МПЛ:

• волновое сопротивление (Impedance) 50 Ohms

• электрическая длина МПЛ (Electrical Length) 90 deg

• проводник (Conductor) медь (Copper)

Остальные данные выбрать из табл.2.

После введения данных нажать кнопку . В соответствующих окнах экрана появятся рассчитанные величины длины l и ширины W отрезка МПЛ.

4. Создать схему двухзвенного фильтра на связанных линиях.

1. Создать схему и присвоить ей имя fl_n , где n - номер варианта.

2. Разместить первое звено фильтра в схеме:

• найти в дереве элементов microstrip и кликнуть на значке “+”;

• выбрать Coupled Lines, чтобы вызвать модели существующих связанных линий в окне, расположенном под деревом элементов;

• кликнуть на модели линию MCFIL и, не отпуская мышку, перетащить линию на поле схемы;

• разместить линию в нужном месте схемы и кликнуть еще раз, подтверждая размещение.

3. Разместить второе звено фильтра в схеме, повторив пункт 4.2.

4. Отредактировать параметры линии в соответствии со своим вариантом.

5. Подключить порты к фильтру.

6. Определить тип линии и свойства подложки.

• найти в дереве элементов substrate и кликнуть на значке “+”;

• выбрать MSUB;

• кликнуть на модели MSUB и, не отпуская мышку, перетащить подложку с линией на поле схемы.

5. Переключиться на дерево проекта и определить частотный диапазон моделирования f_min - f_max с приблизительным шагом 0,01f₀. Частота f₀ задана в табл.2.

6. Создать график и добавить измерения S21 и S11в соответствии с описанием в [2]. В качестве единицы измерения выбрать dB.

7. Провести анализ схемы. На экране появятся графики коэффициента передачи фильтра S21 и коэффициента отражения S11. При необходимости изменить длину звена фильтра для получения максимального коэффициента передачи на заданной частоте.

8. Изменить величину зазора и определить полосу пропускания фильтра f по уровню 3 dB. Результаты исследования оформить в виде графика f(s) для пяти точек.

9. Добавить звено фильтра и определить полосу пропускания фильтра.