Направленность ответвителя. Хелп! Опции

[Roman_UA1CEA]

Всем привет!

Люди, может кто знает где грабли?
Взял модель НО на связанных микрополосковых линиях в MWO (MCLIN), стал крутить.

Код

              ---------------------
      P1  >---|        L1         |---< P2
              ---------------------
                       X
              ---------------------
      P3  >---|        L2         |---< P4
              ---------------------

F=0,435GHz
50 Ом тракт, 50 Ом порты, 50 Ом линии.
Подложка Rogers (E=10,2)
P1 - сигнальный порт (PORTFN, Z=50 Ом). Из него в L1 херачит 40 dBm.
P2, P3, P4 - порты по умолчанию (Z=50 Ом).


Оптимизировал вручную по принципу "получить максимум направленности".
Используя измеритель мощности (Pharm) на портах P3 и P4 получил следующее:
"Идеальная модель":

Переходное ослабление [P1/P4] ~ 30 дБ.
Направленность [P4/P3] ~ 60 дБ
Развязка [P1/P3] ~ 90 дБ

Анализ EM структуры показал примерно такую же картину.

Интересно, что такие выдающиеся результаты по направленности Офис выдаёт _только_
когда физическая длина учатска связи НО является кратной половине Лямбды.
При длинах участка связи отличных от Лямды пополам картина безбожно портится и
между портами P4 и P3 нет вообще никакой разницы в уровнях.

Кстати широкополосность очень хреновая. При изменении частоты на P1 +- 5 МГц от центральной
(435 МГц), направленность НО падает с 60 до 36 дБ.

Все это меня очень насторожило. Я почитал умную книжку:
Малорацкий Л.Г. Явич Л.Р. "Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях".
Понял, что длину участка связи НО нужно выбирать равную Лямда на 4.
Но теория с MWO не стыкуется никак...
Или измерения мои не корректны??
Кто-нить подскажет может?



Файл проекта приложен.

Прикрепленные файлы

 SWR_Meter.rar ( 12.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 33

 

[Vladimir201]

[quote name='Roman_UA1CEA' date='Feb 12 2007, 21:04' post='209912']
Всем привет!

Люди, может кто знает где грабли?
Взял модель НО на связанных микрополосковых линиях в MWO (MCLIN), стал крутить.

[code]
---------------------
P1 >---| L1 |---< P2
---------------------
X
---------------------
P3 >---| L2 |---< P4


Все это меня очень насторожило. Я почитал умную книжку:
Малорацкий Л.Г. Явич Л.Р. "Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях".
Понял, что длину участка связи НО нужно выбирать равную Лямда на 4.
Но теория с MWO не стыкуется никак...
Или измерения мои не корректны??
Кто-нить подскажет может?

Загляните в Малорацкого еще раз. При четвертьволновом ответвителе: Если Р1 - вход, а на Р2 - согласованная нагрузка, то развязанные входы Р1 и Р4. Ответвление падающей мощности идет в Р3, в Р4 - отраженная.
Чем лучше развязка (направленность), тем уже полоса.

[saulius]

Интересно, что такие выдающиеся результаты по направленности Офис выдаёт _только_
когда физическая длина учатска связи НО является кратной половине Лямбды.

cтранно , вообще длина должна быть кратна четверти .

направленность НО падает с 60 до 36 дБ

для любительских применений такой направленности вполне достаточно . Многие професиональные измеритнльные приборы имеют направленность 30-40дБ. Учтите , что главная проблемма при реализации ответвителя с хорошей направленностью будет не его геометрия , а согласованная нагрузка .
LY2BLR

[Roman_UA1CEA]

Vladimir201, Saulius, спасибо, друзья, за ответы...

В очередной раз перечитал 5-ю главу Малорацкого, и понял, что вконец запутался.
Оказывается связь в НО на связанных линиях обусловлена нечетным видом возбуждения.
Я склоняюсь к тому, что моя концепция измерений, в свете таких событий, вообще не катит.

Короче, нужно правильно систему возбудить для начала. Вопрос какими инструментами в MWO это сделать...

для любительских применений такой направленности вполне достаточно . Многие професиональные измеритнльные приборы имеют направленность 30-40дБ.
LY2BLR

Есть такая интересная зависимость: для того, чтобы показания КСВ-метра не разнились в зависимости от точки включения в измеряемый тракт, направленность НО должна быть как можно выше, порядка 40 дБ.

Возьмем, скажем, фирменный НО какого-нибудь Agilentа: не думаю, что для проведения достоверных измерений народ делает таким НО 3-4 замера в разных точках измеряемого тракта, после чего усредняет их и получает таким образом достоверные результаты. Правильный НО, по-моему, должен обеспечить одинаковое отношение мощностей на противоположных портах связанной линии вне зависимости от уровня отраженной от нагрузки мощности и точки его включения в тракт.

Учтите , что главная проблемма при реализации ответвителя с хорошей направленностью будет не его геометрия , а согласованная нагрузка .

Я так понял что Вы имеете ввиду степень согласования портов линии связи (в моём случае P3 и P4)?
Тут проблем нет, поскольку в качестве детектора мощности на этих портах буду использовать микросхему с согласованными в широкой полосе входами.

А чтобы микруху не спалить, да еще и подходящий диапазон допустимых мощностей подобрать, соответствующий её динамике, необходимо расчитать хотябы 2 параметра НО: направленность и переходное ослабление...

Может существуют какие-то альтернативные (кроме MWO) методы расчета этих параметров НО на связанных микрополоскАх??

Буду дальше думать...

Сообщение отредактировал Roman_UA1CEA - Feb 13 2007, 02:04

[Vladimir201]

Дело не в возбуждении.
Я невнимательно прочитал Ваше первое сообщение, и ответ мой - верный, но не для Вашего случая.
Вам следует включить последовательно два четвертьволновых ответвителя. Верхние части образуют Ваши полволны, а вот в нижней части необходимо заземлить точку соединения линий (т.е. середину полуволновой линии).

[serges]

Почитайте AN от Macom, все просто написано. Длина ответвителя вовсе не д.б.
1/4 волны. Согласованный резистор во вторичной цепи подбирается в зав-ти от
ее волн. сопрот-я.

Прикрепленные файлы

 redirect.pdf ( 406.57 килобайт ) Кол-во скачиваний: 118

 

[Roman_UA1CEA]

Vladimir201, serges, спасибо за участие!

Почитайте AN от Macom, все просто написано. Длина ответвителя вовсе не д.б.
1/4 волны. Согласованный резистор во вторичной цепи подбирается в зав-ти от
ее волн. сопрот-я.

Офигенно полезный документ. Главное в тему.

Изучаю.
Благодарю!

[saulius]

ак понял что Вы имеете ввиду степень согласования портов линии связи (в моём случае P3 и P4)?
Тут проблем нет, поскольку в качестве детектора мощности на этих портах буду использовать микросхему с согласованными в широкой полосе входами.

на направленность напрямую влияет только согласовка с Р3 , у детектора отраженной Р4, согласовка в принципе может быть не высокой . Незабудьте , что НО состоит из 2 частей : связанной линии и нагрузки . Если изготовите линию с теоритической направленностью 60дБ и к Р3 подключите нагрузку с отражением 25дБ , то приблизительно в эти 25 дБ будет направленность у НО .

Может существуют какие-то альтернативные (кроме MWO) методы расчета этих параметров НО на связанных микрополоскАх??

я пользуюсь Серенадой . Когда надо было расчтитывать подобные вещи , задавал характеристики и ставил на оптимизацию ширину ,длину и зазор .

Есть такая интересная зависимость: для того, чтобы показания КСВ-метра не разнились в зависимости от точки включения в измеряемый тракт, направленность НО должна быть как можно выше, порядка 40 дБ.

если хатите сделать хороший измерительный прибор - к этой цыфре надо стремиться , но в любительской практике это редко нужно , например , отражение от PL разъема на дециметрах может быть 15 дБ.

Сообщение отредактировал saulius - Feb 13 2007, 19:09

[VitaliyZ]

В микрополосковых связанных линиях постоянные растпространиения для четной и нечетной мод различны и чем больше проницаемости вашей подложки тем больше различие.
Вы электрическую длину своего ответвителя для какой моды приводите?

[Roman_UA1CEA]

В микрополосковых связанных линиях постоянные растпространиения для четной и нечетной мод различны и чем больше проницаемости вашей подложки тем больше различие.
Вы электрическую длину своего ответвителя для какой моды приводите?

К сожалению, мне неизвестен механизм возбуждения полоска в MWO.

Нельзя-ли поподробнее про эти четные и нететные виды возбуждений. Так, чтобы въехать...

Tnx.

[serges]

[[/quote]

К сожалению, мне неизвестен механизм возбуждения полоска в MWO.

Нельзя-ли поподробнее про эти четные и нететные виды возбуждений. Так, чтобы въехать...

Tnx.
[/quote]
Не заморачивайтесь с модами и механизмами возбуждения полоска,
все это не нужно. Если уж хотите непременно четверть длины волны,
по посчитайте в калькуляторе MWO. Он все учтет, введите параметры
подложки, элект. длину 90 град, потом пересчитайте в мм.

То saulius,
что же Вы так коряво пишите и объясняете, как на базаре что ли.

[Vladimir201]

Переходное ослабление [P1/P4] ~ 30 дБ.
Направленность [P4/P3] ~ 60 дБ
Развязка [P1/P3] ~ 90 дБ

В рекомендованном pdf на рис.6 показаны связанные и развязанные входы, т.е. в Вашем случае при переходе к четверьволновому ответвителю связанные входы - Р1 и Р3. Р3 и Р4 - сильносвязанные (также, как Р1и Р2), т.е. отраженный от Р3 сигнал полностью попадет на Р4 (за вычетом ушедшего с переходным затуханием на Р1). Т.о. возрастает погрешность измерения падающей мощности. Аналогично с отраженной волной. Обратите внимание: широкополосное согласование -это всего лишь приемлемый уровень КСВ в полосе согласования (обычно 2...2.5).
В полуволновом с заземленной средней точкой (ранее я писал об этом) этот эффект существенно снижен при значительной полосе. При переходном затухании 30дб направленность 57дб в полосе 100МГц. Конструктивно лучше заземлить ответвители через отдельные отверстия, чтобы не образовывать область связи.

[Roman_UA1CEA]

Спасибо, мужики, за поддержку. Вроде картина начала проясняться.
Посему, пока флеймить попусту не буду, попробую сделать еще один расчет.

Есть масса информации для размышления, но если будут вопросы, еще эту тему подниму.

Еще раз спасибо всем участникам.