12. Добавление порта

Для завершения EM структуры, необходимо добавить порт на выход фильтра. Чтобы добавить порт и линию разгерметизации длиной 1 мм:

1. Кликните и активизируйте правую часть фильтра.

2. Выберите Draw > Add Edge Port.

3. Разместите курсор на правом краю фильтра и кликните на этом месте.

4. Внесите и передвиньте, аналогично первому порту, плоскость сдвига референсной плоскости, которую нужно продвинуть до координаты dx: -1.Окончательно структура имеет вид, показанный на рис. 40.

Рисунок 40 – Окончательная топология фильтра

Выберите Simulate > Analyzeдля анализа топологии.

Добавьте на график также характеристику S21 вDB. График будет иметь вид, показанный на рис. 41.

Рисунок 41 – Частотная характеристика фильтра

Этим завершается описание примера моделирования EMструктуры. Для сохранения работы выберитеFile > Save Project.

Лабораторная работа №3

Исследование согласующих шлейфов

Цель работы – приобретение навыков использования MicrowaveOffice при расчетах СВЧ узлов на примере проектирования схем узкополосного согласования СВЧ тракта с комплексной нагрузкой.

3.1 Общие положения

Согласование комплексной нагрузки с линией передачи можно осуществить, используя в качестве согласующих элементов короткозамкнутые (КЗ) шлейфы. В простейших случаях применяются две схемы согласования:

• с помощью КЗ шлейфа и четвертьволнового трансформатора;

• с помощью одного КЗ шлейфа.

Схема согласования с помощью КЗ шлейфа и четвертьволнового трансформатора представлена на рисунке 42.

Рисунок 42 – Схема согласования с помощью КЗ шлейфа и четвертьволнового трансформатора

Идея такого согласования состоит в том, что сначала с помощью КЗ шлейфа компенсируется реактивная составляющая проводимости нагрузки. После этого линия окажется нагруженной на некоторое действительное сопротивление, которое можно согласовать с волновым сопротивлением линии при помощи четвертьволнового трансформатора.

Если сопротивление нагрузки

,

то проводимость нагрузки будет .

Здесь

Условие компенсации реактивной составляющей с помощью КЗ шлейфа имеет вид:

,

где – входное сопротивление КЗ шлейфа;

–волновое число;

–рабочая частота;

–скорость света в свободном пространстве.

Откуда получается соотношение для вычисления длины КЗ шлейфа:

.

Таким образом, после компенсации реактивной составляющей, линия будет нагружена на сопротивление

,

которое с помощью четвертьволнового трансформатора может быть согласовано с линией. При этом

.

Вторая схема согласования с помощью одного КЗ шлейфа, показана на рисунке 43.

Рисунок 43 – Схема согласования с помощью одного КЗ шлейфа

Идея согласования состоит в следующем. Короткозамкнутый отрезок включается в таком сечении , в котором входная проводимость нагруженного отрезка линии, вычисленная в сторону нагрузки, будет равна

.

Тогда длина шлейфа определяется из условия:

,

где .

При этом линия оказывается нагруженной в сечении на сопротивление, т.е. будет согласована.

3.2 Домашнее задание

Изучить схемы согласования с использованием КЗ шлейфов.

Рассчитать схему согласования с помощью КЗ шлейфа и четвертьволнового трансформатора для своего варианта из таблицы 4.

Номер вашего варианта равен последней цифре номера зачетной книжки.

Таблица 4

№ варианта
0	150	30	50	2	5
1	90	-40	75	3	7
2	20	-80	50	4	8
3	70	110	50	5	8
4	100	70	75	6	9
5	200	100	75	7	10
6	10	-100	50	8	10
7	120	80	50	9	12
8	110	-10	75	9	13
9	50	50	75	10	14

Дополнительная информация: относительная диэлектрическая проницаемость подложки – 10; импеданс основного тракта – 50 Ом.