Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Поэтому при практическом построении трехдецибельных мостовых схеь1 на микрополосковых линиях с боковой связью переходят к специальным конструкциям. В конструкции "Тандем" (рис. 3.45,б) результирующее переходное затухание в 3 дБ достигается последовательным включением двух мостов, каждый с затуханием 8,34 дБ, и поэтому зазоры между их полосками получаются существенно больше. Важно также, что менее критична точность выполнения зазоров.
Наличие перемычек несколько усложняет технологию изготовления и, главное, несколько ухудшает частотные характеристики и параметры моста. Поэтому такие мосты выполняют 'на частотах до 5...10 ГГц. На рис. 3.45 ширина подводящих полосковых пиний обозначена И', Рассмотрим проектирование квадратурных мостов с лицевой и боковой связью, обеспечивающих переходное затухание 3 и 8,34 дБ (последние являются составнои частью трехдецибельных мостов конструкции "Тандем" ). Номинальное рабочее с1 з и переходное с1 з затухания в режиме деления (3.33) равны: для трехдецибельного моста Раз = Рез = 0,5Р,„; с1-адам -- 3,01 дБ; са заем = 3,01 дБ; (3.37а) 274 275 Дбваавяа Таблица 3.15 4 25 40 475 45 475 о1-2 гмп Кеп Ог — 2впм ЬО1-2 с1-2т1п С ог-2епв О1-2м!и = С1-2нпв дБ дБ бп7Лп дБ З,О 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4181 2,4586 2,5013 2,5466 2,5944 2,6451 1,000 1,314 1,468 1,612 1,724 1,826 0,0 0,1 0,2 О,З 0,4 0,5 0,250 0,216 0,202 0,192 0,184 0477 1,000 1,475 1,738 1,998 2,218 2,433 0,250 0,202 0,183 0,168 0,156 О, 146 0,7079 0,7161 0,7244 0,7328 0,7413 0,7499 3,0 О,О 0,1 0,2 О,З 0,4 0,5 8,34 8,24 8,14 8,04 7,94 7,84 1,4968 1,5047 1,5126 1,5208 1,5292 1,5376 1,000 1,233 1,344 1,438 1,520 1, 598 1,000 0,250 1,345 0,213 1,516 0,198 1,676, 0,186 1,820 0,176 1,956 0,169 ' 0,250 0,224 0,213 0,206 0,199 0,192 0,3828 0,3873 0,3917 0,3963 0,4009 0,4055 атб С1-гнпп — С1-гном РС!-а~дон~ (3.376) 276 277 Ряс.
Змб для моста 8,34 дБ (например, верхнего моста в схеме рис. 3,45,6) 4651 ~х Рда 0 8535 Рвп с1 гн — — 8,34 дБ; с1-гном = 0 688 дБ Соответственно коэффициент связи линий по напряжению и нормированные относительно нагрузочных сопротивлений (волновых сопротивлений подводящих линий) волновые сопротивления связанных линий при четном и нечетном возбуждении равны: для моста с с1 г„- — 3,01 дБ К„= 0,7079, р++ = 2,4183, р+ = 0,4135; для моста с с1 гном = 8~34 дБ Кев = 0,3828, р++ = 1,4968, р+ = 0,668, которые определяются по формулам К 10-е1-и/ге.
++ р+- — 17 ++ ~3.38) На рис. 3.46,а построены расчетные частотные зависимости отклонений йвс1-г и Ьсг-3 от номинальных значений с1-гном и с1-зном (3.37), обеспечиваемых на центральной частоте уе. Во-первых, в обоих случаях оказывается )Ьсг г! > (1Лс1 3(, т.е. оценивать полосу пропускания того или иного моста надо в первую очередь по глсг г. Во-вторых, при отклонениях от 70 в обе стороны происходят односторонние изменения: увеличение с1 г и снижение с1 з. Это позволяет при заданном допустимом значении шгЛс1 гдов лили шг.гсгзд,„) проектировать мост так, чтобы на некоторых частотах гн и Д в полосе пропускания обеспечивалось длс1 г = О, в то время как на центральной 70 и гранич- НЫХ Д И Д ЧаСтОтаХ ЬС1 г„,п„ИЛИ ЬС1 2пйп НЕ ПРЕВЫШаЛО ~ЬС1 г~д „ (рис.
3.46,6). В табл, 3.15 приведены значения Ку 13.6, с. 76) при первом ~1) и втором (2) методах проектирования. Видно, что при втором, когда на 70 обеспечивается Ку увеличивается в 1,2...1,5 раза. Порядок расчета квадратурнык мостов с лицевой и боковой свявьго Исходные данные. Граничные частоты ун и Гв, МГц; допустимая неРавномеРность ~2101 г~д,п, дБ, волновое сопРотивление подводЯщих линий (нагрузочных сопротивлений) гге = 71, Ом; конструкция моста; диэлектрическая проницаемость б; толщина подложки Ь. (или заполнения 6), мм; толщина полосок б, мм.
1. Определяют требуемый коэффициент перекрытия по частоте Кутреб = гв/Ун При 717треб е. 1,1... 1,2 дальнейшие расчеты можно вести при с1-гпбп = с1 гном, при Кутреб > 1,1...1,2 — при сг-гпбп = с1-гном ~гаС1 2~дон согласно (3.39), 2, По табл. 3.15 длЯ 22с1 г ( гвс1 гд,п ~длл констРУкции типа "Тандем" ггс1 г < 0,5йвс1 гд,„) определяют значение КП которое дОЛжНО 6ЫтЬ НЕ НИЖЕ Кувреб, ЕСЛИ ЭтО НЕ ВЫПОЛНяЕтСя, та НЕОБХО- димо переходить к другим более широкополосным конструкциям квадратурных мостов.
3. По (3.38) при 01 г = сг аппп или из табл. 3,15 находят К,, р++ и р+ и находим 188,3 г++д ш Я= — Ь; Ь= 20/6 2Ь 1, — Я/Ь ' 1 — Я/Ь 3 ° 10то 7 = 03782 = 16,77 см. 220 . 10е,/24 К„ю 10-з муго — 0 391 ~, 3 10'в Л„ /„6 ' (3.40) ем длину связи 3 10то 6 = 0.207 = 19,64 см.
200 . 10зтг 2,5 278 4. Определяют волновые сопротивления связанных линий при четном и нечетном возбуждении: 5. Определяют геометрические размеры связанных линий. Для конструкции с лицевой связью (рис. 3.44,а) сначала находят отношение [3.7, табл. 5.1) Я/Ь = (Р+ /Р++) =2,344 ° 10 ~Е+ т/8 и рассчитывают зазор между полосками, расстояние между пластина- ми и ширину полосок (в мм): — 0,4413+ — )п + )п — 1 —— Для конструкции с боковой связью (рис. 3.44,6) рассчитывают зазор между полосками, расстояние между пластинами и ширину полосок (в мм). Я= — 1и < стй -); Ь= 2Ь+Я; ИГ = ~ ++' — — !п[2(1+ в ))~ Ь, 2Ь Г ОЪ Г 1883 1 где р = 188,3хКСВ/(З~ВВ~Л Ксв).
Расчетные формулы составлены на основе [3.7, табл. 5.1) в предпосылке, что задана толщина Ь. Толщина полосок 1 считается пренебрежимо малой. 6. Длина области связи [см. (рис. 3.45)] где коэффициент (4з/Лн) берут из табл. 3.15; /н — в герцах. Пример 1. Рассчитать трехдецибельный квадратурный мост на симметричных полосковых линиях с лицевой связью: граничные частоты / = 220 МГц, = 400 МГц; волновые сопротивления подводящих линий й = 50 Ом; толщина подложки основньж и подводящих симметричных линий Л = Лт = 2 мм, толщина полосок 0,2 мм, диэлектрическая проницаемость е = 2,1 (фторопласт), допустимая неравномерность рабочего затухания тЛст г д — — жо,з дБ.
1. Определяем Лзчр,з = 400/220 = 1,82. По табл. 3.15 для Ку = 1,82 при ст г,„< ст г„,н ю 3 дБ находим величину Дст г = ж0,225 дБ, которая не превышает Ьст — гд з. 2. Рассчитываем ст гют„м ст г,и — мст г =.3 — 0,225 ы 2,775 дБ; Ксз = 1+ 0,7265 1 = 10 г'тз~уго = 07265; р+4 и ' = 2,5125; р+ = — = 0,398. 1 — 0,7265 2,5125 3. Определяем волновые сопротивления для четного и нечетного вида колебаний: 244 и 25125 ° 50 = 125,6 Ом', ое ы 0,398- 50 = 199 Ом.
4. Рассчитываем отношение — 2,344 ° 10 т/2,1 ° 19,9 и 0,0908 0398 -3 г— Ь 2,5125 Г 2 0,0908 1 2 ° 2 Г 188,3 Ям < ' ) ° 2=03995мм; Ью =43995мм; Уум~ (,1 — 0,0908/ ' 1 — 0,0908 1125,6;/2.1 1 Г 1 0,0908 1 — <0 4413+ — (~Ь + ' Ь 1~ (1-0 0908))43995=236 мм. 3,14 1 — 0,0908 1 — 0,0908 0,0908/ 5. По табл. 3.15 для ст г = 2,775 определяем 6 /Лз м 0,1782 и рассчиты- ВВЕМ Дпичу СВЯЗИ Пример 2. Рассчитать трехдецибельный квадратурный мост на симметричных полосковых линиях с боковой связью типа "Тандем": граничные частоты 200 МГц, /, = 300 МГц, волновые сопротивления подводящих линий П = 50 Ом, толщина подложки Л = 2 мм, толщина полосок 0,2 мм, диэлектрическая проницаемость с = 2,5, допустимая неравномерность рабочего затухания мст гд, —— ж0,5 дБ.
1. Определяем Ку,р,з = 300/200 = 1,5. По табл. 3.15 для Ку = 1,5 при ст гюь < ст г„„= 8,34 дБ находим величину мст г = 0,18 дБ и проверяем 2Дст г = 2 ° 0,18 дБ < 0,5 дБ, 2, Рассчитываем ст г;„= ст г „- Дст г = 8,34 — 0,18 = 8,16 дБ, + ~5+0391 1 р+ = )/ = 1,51; р+ = — и 0,66. )/ 1 — 0,391 1,51 3. Определяем волновые сопротивления для четного и нечетного вида колебаний: г Е+ = 1,51 ° 50 и 75,5 Ом, Я+ = 0,66 50 = 33 Ом. 188.3 344 ° 0.391 4. Определяем величину Р = м 3,18 и геометрические размеры зазора и Веприны полосок ( ез,тзгг + е з'зуг т) Я =' — 1и 106 3,14 ) ез,тзуг е-з,тзгг/ 188,3 1 Иг ю 4 ' — — !п[2 (1+ в ~'т~)) [ ° 2ы 245 мм. 1 ./2,5 ° 75,5 3,14 По табл.
3.15 для ст г 8,16 дБ определяем Г,/Л„ю 0,207 и рассчитывы Для проектирования мостов на микрополосковых линиях (рис. 3.44,а) составлены формулы расчета волновых сопротивлений свяэан- Таблица 3.16 Таблица 3.18 Относительная ширине полосок зазоров 50 2,5 юг ...юз = 0,494 юг =Юз=йз =0,2;Юг=юз ю0,587 юз...юз = 0,25 юд...юз = 0,125 эз» Уз = 0,0437 зг ...зз = 0,0875 зг ...зз = 0,125 зг ...зт = 0,1625 Таблица 3.17 юг -- зэз = 0,073; юг = 0,397 юз...Юз = 0,106 а, = юз = Юз = О,0317; юг = юз = 0,127 ю1 ...Юз = 0,039 50 9,8 Зз =уз =00429 вг ...зз ю 0,0714 зз = уз = 0,0794 зг ю эз = 0,1111 71... зз = 0,103 Рис. 3.44,в 1/Ь 0;в=96 Рис. 3.44,6 г/Ь ю 0,435; з = 1 Рис.
3.44,5 З/Ь = 0,01; з = 2,5 сг-г зиз Я/Л и/ь 3/Ь и'/ь Б/ь дБ 0,004 0,005 0,005 0,006 0,027 0,029 0,031 0,033 0,035 0,098 0,112 0,125 0,138 0,382 0,388 0,394 0,400 0,406 0,057 0,060 0,064 0,067 0,142 0,146 0,150 0,154 0,158 0,244 0,260 0.273 0,286 0,514 0,520 0,527 0,534 0,541 2,4 2,6 2,8 3,0 7,6 7,8 8,0 8,2 8,4 50 25 11,5 сб ...юз ю 0,065 ю~ ...юз = 0,473 юг ...юз = 0,19 зз ...зз = 0,07 з1 ...зг = 0,043 зз ... 7з = 0,110 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 120х/т/6 280 ных линий при четном и нечетном возбуждении при известных геометрических размерах. Как показали специальные исследования [3.14), наиболее точными при сз 3 яз 8,34 дб являются следующие формулы [3.15): И' г*з' 1 35 И' 1 1 35 1 Ь ЗЬ,~Я $8(4Ь/1) Зьт/6 Иг/5+ 1 ф46/1) Иг/Я+ 1 120 я/,/6 с Ю 135 И" 1 135 Ь ЗЬ-,/6 Ч8(4Ь/1) ЗЬ,/6 Я/Иг+ 1 !8[(45/(яь))18(4Ь/5)) (3.41) Так как при проектировании заданы Я++ и Я+, то из (3.41) определяют конструктивные размеры И', Я для известных Ь, 1 и " путем многократных расчетов.
В табл. 3.16 и ЗЗ 7 приведены взятые из [3.6, табл. 3.3 и 3.7] геометрические размеры некоторых конструкций мостов на линиях с лицевой и боковой связью при 77 = 50 Ом и разных значениях диэлектрической проницаемости 6. В мосте с лицевои связью (рис. 3.44,а, табл. 3.16), выполненном на диэлектрике с 6 = 2,1 (фторопласт), параметром является толщина прокладки между полосками Я, мм, при заданной высоте Ь = 2 мм. Очевидно, для получения требуемых значений р и сг ++ необходимо брать промежуточные значения Я, Практически толщина зазора Я подбирается экспериментально В мостах с боковой связью (табл. 3.17) параметром является с1 г,„ы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
