Добрый день, столкнулся с проблемой согласования выхода с антенны Rout(44.7-j7.36е-15) [Ом] с линией на 50 [Ом](Rin). Согласно формуле получаю, что сопротивление четвертьволнового отрезка должно быть R0=sqrt(Rout*Rin)= 47.275786 [Ом].



Далее использую 2 подхода:
1) через сайт www1.sphere и получаю следующий результат



после чего получаю на выходе



Частота уходит влево (S11)

2) Пользуюсь встроенным калькулятором в CST, 1/4 длины волны нахожу по формуле lam/4 = (c/f0)/4







Частота также уходит в сторону но меньше, чем в предыдущем случае

Возникает ряд вопросов:
Такое различие ручного расчёта длины волны по сравнению с программным (на сайте)?
Должен ли я, при всех параметрах ,заданных верно, получить чисто активное сопротивление 50[Ом] или наличие реактивной составляющей это нормально?
Что я делаю не так ?
Спасибо

с - это скорость света в вакууме?


Дело в том, что посчитать длину волны в микрополосковой линии так просто не получится из существенной разницы скоростей распространения EM-волн в диэлектрике и воздухе (вакууме).
Я думаю, что основная ошибка в определении правильной длины микрополоскового трансформатора.

MePavel
Да, с брал как 3*10е8
Спасибо за ответ, поищу формулы

В качестве первого приближения рекомендую поделить скорость света на корень квадратный из эпсилон материала диэлектрика.

В этих программах есть такая проблема, разнятся результаты. Скорость распространения EM-волн в диэлектрике тут можно грубо оценить или принять как скорость в вакууме делённая на корень из эпсилон среды (мю примем ~=1), то есть например при эпсилон 4 ( у стеклотекстолита марки FR-4, к примеру, хотя от 4,0 ... до 4,8 ) получим половину. Или сокращение длины вдвое.

Но тут не все так хорошо. Поскольку: 1) Это только примерно для моно плоской волны, а у вас и не плоская и спектр с шириной полосы. 2) Тот же эпсилон в стеклотекстолите FR-4 частото-зависимый, выше частота другой эпсилон. Желательно чтобы производитель RF-4 давал графики по эпсилон своих материалов причем реально померяных. 3) Справедливо это, если соотношение между размерами среды и длины волны большие. 4) Думаю, что программы не учитывают физ свойства такие как: рефракция, дифракция, интерференция и тп на переходах сред. Нетривиальная задачка. Отсюда и такие разбросы по точности. Нужна практика измерений на материалах, если это инженерная задача то она решается с допусками.

Наличие реактивной составляющей это нормально, Г, Т мост может её скомпенсировать, в разумных пределах, конечно.

вы неправильно вычисляете длину четвертьволнового отрезка при использовании калькулятора CST.
вас должна интересовать не длина волны в вакууме, а длина волны в микрополосковой линии.
чтобы рассчитать длину четверьволнового микрополоскового отрезка можно :
во-первых, использовать данные калькулятора об эффективной диэлектрической проницаемости в микрополосковой линии.
во-вторых, использовать данные калькулятора "Line length" и "Phase shift".
можно тупо подобрать такую длину, чтобы получилось 90 градусов.
но мы посчитаем.
разделим 3,061 мм на 14,756 градусов и умножим на 90 градусов.
получим 18,669 мм.
отличие от расчета калькулятором www1.sphere несущественное.

по вопроcу о наличии реактивной составляющей - да, это нормально,
если мнимая составляющая много меньше действительной.
идеального согласования не бывает, идеальное существует только в нашем воображении.
какое же согласование у нас?
я так прикинул (50,3 + j1.81) , получил КСВ = 1,01 примерно.
вам действительно надо лучше?
а что куда сдвинулось, и где лево, а где право, я не понял.

И вообще, стоит ли специально согласовывать 44,7 Ом с линией на 50 Ом, если все делается на стеклотекстолите с огромным разбросом параметров?

И обычный кабель имеет допуск 50 +/- 2 Ом. А китайский +/-5...10 Ом

Уважаемый VMak, в данном случае вы занимаетесь "ловлей блох".
44 Ома - это вполне приличная антенна и нечего там согласовывать, за исключением каких нибудь специальных случаев, связанных с измерениями.

По поводу длины волны в полоске выше ответили.

Спасибо всем большое за ответы.

С длиной волны теперь всё мне стало понятно, думаю , что особо в точность упираться там не буду, воспользуюсь первым приближением.

подскажите, пожалуйста почему выбраны такие значения градусов


я слежу за параметром S11, до согласования провал находится на частоте 2.45 ГГц, после согласования провал "уходит" в сторону

Не думаю, что нужно улучшать КСВ больше данного значения

По плану дальше поставить диод, причём мостом используя 4 диода Шоттки , или просто 1 диод Шоттки. В случае использования диодного моста, согласование на 50 [Ом] мне кажется, что будет использовать лучше при делении на 2 части для положительной и отрицательной полуволны (хотя не уверен, т.к. с этим ещё не сталкивался)

Также ещё не учитывал сопротивление собственно самого диода Шоттки, поэтому возможно и не 50 [Ом] надо будет.

на изображении калькулятора, которое вы постили, в поле "Line length" стоит длина линии "3,061224490", а в поле "Phase shift" стоит фазовый сдвиг "14,75560799".
как я понимаю, длина в мм, а фаза в градусах.
нам нужна длина четвертьволнового отрезка, то есть отрезка, создающего фазовый сдвиг в 90 градусов.
повторяю, я не пользовался калькулятором, я взял те цифры, которые вам показал калькулятор, ну, округлил слегка.
почему в поле "Line length" стоит "3,061224490", а не что-то другое, мне следовало бы спросить у вас.

зная вашу склонность к "блохам", подозреваю, что мегагерца на два уходит.

ну вот, "на кошках" вы уже потренировались...

Всем доброго времени суток. Спасибо за все ответы выше.
После "кошек" перехожу к реальным делам.



После антенны планирую поставить диод Шоттки. Либо 1 диод как на рис(1) либо диодный мостик рис(2), чтобы использовать обе полуволны.

Возникает ряд вопросов:

- Сопротивление антенны , если я правильно понимаю, должно быть согласованно с сопротивлением диода ( планирую использовать SMS7630-079LF, сопротивление которого 20 [Ом]). Причём после четвертьволнового трансформатор длина линии с требуемым сопротивлением может иметь любую длину, это так?
А как быть после диода, если нагрузка которая там будет не известна? Опять трансформатор под разную нагрузку ?

- На рис 2. после антенны необходимо иметь согласование на нагрузку 2*сопротивление диода? А после разветвления необходимо получить сопротивление в каждой из ветви (оранжевая стрелка) равное сопротивлению диода? И опять же встаёт вопрос о сопротивлении после диодов (красные линии)

Спасибо

День добрый, уважаемые форумчане.

Сделал такое согласование , посмотрите пожалуйста, всё правильно получилось:

R антенны (44.7-j7.36е-15) [Ом] согласовывал к 20 [Ом] ,получил (29,9-j3,14), КСВ получается 1,1