Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1

2 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 2 Struktury (linie) transmisyjne wielkich częstotliwości prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Politechnika Warszawska Instytut Systemów Elektronicznych ul. Nowowiejska 15/19, Warszawa tel: (48-22) fax: (48-22)

3 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 3 Najczęściej stosowane struktury (linie) transmisyjne Linie TEMStruktury (linie) planarne Falowody metalowe i dielektryczne Linia współosiowa Symetryczna linia paskowa Linia symetryczna ekranowana Drut nad płaszczyzną przewodzącą Linia mikropaskowa Linia szczelinowa Falowód koplanarny Koplanarne paski Falowód metalowy prostokątny Falowód metalowy kołowy Linia płetwowa Falowód dielektryczny

4 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 4 Parametry linii transmisyjnych a) Rozkład pola elektromagnetycznego b) Impedancja falowa Dla linii TEM: Impedancja właściwa ośrodka wypełniającego linię

5 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 5 Parametry linii transmisyjnych c.d. c) Impedancja charakterystyczna Dla linii TEM: Ten sam wynik ! Z 0 na bazie (U,P):

6 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 6 Parametry linii c.d. d) Współczynnik fazy, stała fazowa (szybkość zmian fazy fali wzdłuż linii): Dla linii TEM λ g = v/f v = c/

7 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 7 Parametry linii c.d. e) Współczynnik (stała) tłumienia: P Lc i P Ld to odpowiednio, średnie po czasie za okres moce strat przypadające na jednostkę długości linii, związane z prądem przewodnictwa w metalowych ściankach i z prądem przesunięcia w ośrodku dielektrycznym linii, a P - całkowita moc przenoszona przez rozchodzącą się w linii falę elektromagnetyczną

8 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 8 Parametry linii c.d. Głębokość wnikania: Straty przewodnictwa: Straty dielektryczne:

9 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 9 Współczynnik tłumienia w dB/jednostka długości linii:

10 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 10 Konduktywność i głębokość wnikania dla metali stosowanych w TWCZ

11 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 11 Parametry materiałów dielektrycznych stosowanych w technice WCZ

12 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 12 Linia współosiowa

13 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 13 Impedancja charakterystyczna: Współczynnik strat przewodnictwa: Współczynnik strat dielektrycznych:

14 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 14 Falowodowe rodzaje pola EM w linii współosiowej

15 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 15 Złącze APC7 do częstotliwości 12 GHz, złącze APC3.5 do częstotliwości 26.5 GHz, złącze K (o średnicy zewnętrznej 2,92 mm) firmy Wiltron, do częstotliwości 40 GHz. złącza typu APC2.4 na zakres częstotliwości do 50 GHz, złącze typu V (Wiltron, średnica zewnętrzna 1.85 mm) do częstotliwości 67 GHz. złącza typu SMA o średnicy przewodu zewnętrznego 4.1 mm, do 26.5 GHz. Wszystkie wymienione powyżej standardowe złącza współosiowe mają impedancję charakterystyczną Z 0 = 50 Ω. Standardy linii koncentrycznych:

16 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 16 Linia TEM w postaci dwóch równoległych metalowych pasków

17 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 17 Symetryczna linia paskowa K – funkcja eliptyczna pierwszego rodzaju Częstotliwość odcięcia najniższego rodzaju falowodowego:

18 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 18 Linia mikropaskowa HMUS – hybrydowe mikrofalowe układy scalone, MMUS – monolityczne mikrofalowe układy scalone

19 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 19 Rozkład pola EM w linii mikropaskowej z ekranem metalowym

20 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 20 Efekty dyspersji częstotliwościowej w linii mikropaskowej Częstotliwość odcięcia najniższego rodzaju falowodowego:

21 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 21 Warianty linii mikropaskowej ekranowana odwrócona odwrócona zamkniętapodwieszona

22 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 22 - linia mikropaskowa - Z 0 = ( ) Ω - odwrócona linia mikropaskowa - Z 0 = ( ) Ω, - odwrócona zamknięta linia mikropaskowa - Z 0 = ( ) Ω, - podwieszona linia mikropaskowa - Z 0 = ( ) Ω. Zakresy realizowanych wartości impedancji charakterystycznych linii:

23 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 23 Linia szczelinowa MMUS – monolityczne mikrofalowe układy scalone

24 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 24 Rozkład pola EM w linii szczelinowej

25 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 25 Impedancja charakterystyczna:

26 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 26 Parametry linii szczelinowej na podłożu Al 2 O 3

27 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 27 Topografia (layout) linii szczelinowej z szeregowym strojnikiem zwartym na końcu

28 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 28 Falowód koplanarny MMUS – monolityczne mikrofalowe układy scalone k = s/(s + 2w)

29 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 29 Koplanarne paski K = s/(s+2w)

30 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 30 Rozkład pola EM w koplanarnych paskach

31 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 31 Falowody metalowe Metal

32 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 32 Parametry falowodów Stała fazowa: Długość fali w falowodzie: f C – częstotliwość odcięcia danego rodzaju Impedancja falowa wolnej przestrzeni: Impedancja falowa nieograniczonego ośrodka:

33 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 33 Impedancja falowa rodzajów TE: Impedancja falowa rodzajów TM: Prędkość fazowa:

34 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 34 Metalowy falowód prostokątny Częstotliwości odcięcia rodzajów TE mn i TM mn Częstotliwość odcięcia rodzaju podstawowego – H `10 (TE 10 ): Częstotliwość odcięcia rodzaju H 20 : Zakres pracy falowodu:

35 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 35 Oznaczenie pasma czestotliwości Wymiary poprzeczne a x b [mm] Częstotliwość odcięcia rodzaju H 10 [GHz] Zalecany zakres częstoliwości dla rodzaju H 10 [GHz] L S X Ku K Ka x x x x x x – Parametry kilku znormalizowanych metalowych falowodów prostokątnych

36 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 36 Rozkłady pól EM w falowodzie metalowym Rodzaj podstawowy H 10

37 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 37 TE 10, TE 20, TE 01, TE 11 i TM 11, TE 12 i TM 12, TE 21 i TM 21 itd W przypadku a/b = 2,25 kolejność rodzajów fal EM w falowodzie prostokątnym, uporządkowanych wg. wzrastającej częstotliwości granicznej:

38 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 38 Pobudzanie metalowego falowodu prostokątnego

39 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 39 Metalowy falowód grzbietowy

40 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 40 Rozkłady pól EM w metalowym falowodzie kołowym Rodzaj podstawowy H 11

41 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 41 q nm oznacza m-te zero pochodnej funkcji Bessela n-tego rzędu, tzn. J'(q nm ) = 0; b – promień falowodu. Cżęstotliwości odcięcia rodzajów TE mn : Częstotliwości odcięcia rodzajów TM mn : p nm oznacza m-te zero funkcji Bessela n-tego rzędu, tzn. J n (p nm ) = 0 b – promień falowodu

42 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 42 Funkcje Bessela Rodzaj podstawowy TE 11

43 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 43 Linia płetwowa

44 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 44 Przejście falowód pusty – linia płetwowa IMPEDANCJI

45 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 45 Otwarte falowody dielektryczne Izolowany zwierciadlany zwierciadlany zamknięty zwierciadlany otwarty


Pobierz ppt "WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google