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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cálculo de la respuesta en frecuencia de filtros de microondas de banda estrecha. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado En 2003, la revista "Radio" publicó un artículo [1] sobre cómo calcular un filtro de microondas stripline utilizando el programa informático BPF-PP. Los radioaficionados que lo hayan incluido en su álbum de programas de cálculo podrán complementarlo con el bloque propuesto, que, junto con el programa BPF PP, permitirá no solo determinar las dimensiones físicas de los elementos estructurales de un filtro de banda estrecha, sino también también para analizar sus dependencias de frecuencia de los coeficientes de transmisión y reflexión. Para una mejor legibilidad de los resultados del cálculo, se muestran en la pantalla del monitor en forma de gráficos, a partir de los cuales es fácil evaluar qué cambios se deben realizar en la información inicial. Los resultados obtenidos con la ayuda de este programa permiten, incluso antes de fabricar el filtro, seleccionar mejor el material para la estructura de la microbanda, así como “encajarlo” correctamente en el dispositivo al que está destinado. Lo primero que debe hacer para que el programa funcione es ingresar la línea número 495 en el bloque inicial BPF-PP, que complementará la información sobre el material de la pieza de trabajo. Se parece a esto: 495 INPUT "Tangente de pérdidas del dieléctrico del sustrato tg*e ="; TGD:TGD=TGD/10000. El bloque adicional para calcular las características del filtro contiene información sobre la lámina de cobre, que es suficiente para la gran mayoría de los casos, pero se pueden realizar cambios si es necesario. Como regla general, la literatura de referencia da el valor de la tangente de pérdidas, que por conveniencia se sobreestima en 10000 veces, que es lo que tiene en cuenta la línea 495. A continuación, une el programa BPF-PP y el bloque de programa adicional de la línea 830 en un solo todo. Es recomendable cambiar el nombre del programa “cosido”, por ejemplo, a BPF-PPGR, en el que las letras GR te recordarán que también presentará material gráfico. Ahora, como ejemplo, realicemos cálculos de filtro para dos materiales de lámina diferentes. Ingresemos los parámetros del filtro (las comas decimales, como es habitual, se reemplazan por puntos): ¿Orden de filtro <2-9>? cuatro
A continuación, el programa muestra en pantalla la frecuencia central de la banda de paso: F0 = 2.592296 GHz. La primera opción está hecha a base de un laminado de fibra de vidrio relleno de resina epoxi: Espesor de lámina, t, mm? 0.05
El programa realiza cálculos sobre cincuenta valores de frecuencia que se encuentran dentro de la banda de paso y sobre veinticinco valores en cada pendiente de las características de frecuencia, que ofrece para su visualización con un mensaje en pantalla: Visualización de gráficos: Kn - ingrese '1'; km(registro)-'2'; Gvh-'Z'. El gráfico Kn muestra la respuesta de frecuencia de la ganancia de voltaje. Su aspecto coincide con lo que estamos acostumbrados a ver en la pantalla de caracteres curvos cuando utilizamos un cabezal detector con característica lineal. La gráfica de Km es una dependencia logarítmica del coeficiente de transferencia de potencia con la frecuencia. Y el último gráfico, Gin, muestra el coeficiente de reflexión de potencia de la entrada del filtro. Se puede observar una imagen similar (como una envolvente) si conecta un filtro a un generador de frecuencia de barrido (SWG) a través de un reflectómetro. Si los bloques del programa están "cosidos" correctamente, aparecerán en la pantalla los gráficos que se muestran en la Fig. 1. 3-XNUMX. Muestran los resultados del cálculo para la primera opción: fibra de vidrio.
Para la segunda versión del filtro, basado en el material FLAN, presentamos: Espesor de lámina t, mm? 0.05 Espesor del sustrato h mm ? 2 ¿Constante dieléctrica E? 3.8 Pérdida tangente del sustrato dieléctrico tg*e4=? 12 Como resultado del cálculo, obtenemos tres gráficos más: la fig. 4-6.
La comparación de los gráficos correspondientes de ambas opciones muestra claramente que el uso de laminados de fibra de vidrio laminados a base de resina epoxi conduce a malos resultados en este rango de frecuencia. A frecuencias más altas y anchos de banda más bajos, los parámetros serán aún peores. La gran atenuación de la señal se debe al bajo factor de calidad de los resonadores del filtro: menos de 40 (Q<1/tg6), por lo que construir un filtro con características satisfactorias utilizando este material requerirá mucho trabajo. El programa propuesto proporciona el mínimo de lo necesario para crear un filtro de microondas. A quienes deseen mejorarlo se les puede ofrecer crear un bloque que proporcione cambios en los parámetros de los inversores JY(k,k+1), por ejemplo, realizando cambios en los valores de los coeficientes A(k). , A(k+1), etc. para determinar cuáles son más aceptables. No debe ampliar el ancho de banda de frecuencia del análisis de respuesta del filtro, ya que el modelo equivalente sólo es válido en la banda de paso y en pequeñas regiones adyacentes. Además, este programa no debe utilizarse para frecuencias superiores a 5...6 GHz, ya que el ancho de los resonadores de microcinta se vuelve proporcional a la longitud y aumentan los errores debido al efecto de borde, que aquí se tienen en cuenta de la forma más sencilla. Literatura
Autor: O.Soldatov, Tashkent, Uzbekistán
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