Файл: Курсовой проект по дисциплине Антенны и устройства сверхвысокой частоты (Аиусч) Пояснительная записка.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и систем связи (РСС)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ СВЧ

Курсовой проект по дисциплине

«Антенны и устройства сверхвысокой частоты» (АиУСЧ)
Пояснительная записка

Студент гр. 209

________ Бурангулов Р.З.

______________

Руководитель

________ __________ Клоков А.В.

оценка

__________

дата

Томск 2023

РЕФЕРАТ
Курсовой проект, 22с., 13 рис., 3 таблицы, 3 источника литературы.

ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, УСТРОЙСТВО СВЧ, ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, СТУПЕНЧАТЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, ДЕЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТИПА, МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ.

Целями курсового проектирования являются:

• 
  освоение методов проектирования электрических структурных схем радиоприемных устройств;
  
• 
  расчет основных элементов и узлов радиоприемного устройства.
  

В результате работы спроектирован делитель мощности СВЧ, имеющий в диапазоне частот 1-12 ГГц следующие расчётные характеристики:

коэффициент мощности 0.425-0.48;

вносимые ослабления: 61, 62;

коэффициенты стоячей волны ;

развязка между выходными плечами дБ;

• 
  
  

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Курсовой проект

УТВЕРЖДАЮ
зав. каф. РСС
_______________ А.Н. Фатеев

---

«___» _______________ 2023 г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на выполнение курсового проекта по курсу АиУСЧ

1. 
   Наименование работы: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ СВЧ
   

Таблица 1. Исходные данные к проекту (вариант № 1):

Назначение	Деление мощности на два канала
Полоса частот, ГГц	1-12
Коэффициент деления, К	1:1
Развязка между двумя каналами, не менее	20 дБ
, не более
Волновое сопротивление подводящих линий передач, Ом	50
Тип линии	Несимметричная полосковая линия передачи (микрополосковая)
Толщина диэлектрика, мм	1.5
Диэлектрическая проницаемость	4.5

2. 
   Оформить работу в соответствие с требованиями ОСТ ТУСУР 2013.01.
   
3. 
   Отчет должен содержать:
   
   1. 
      Титульный лист.
      
   2. 
      Реферат.
      
   3. 
      Задание на проектирование.
      
   4. 
      Введение, излагающее задачи и особенности проектируемого приемника;
      
   5. 
      Описание делителя мощности;
      
   6. 
      Расчет структурной схемы проектируемого делителя;
      
   7. 
      Определение параметров, характеризующих свойства ДМ:
      
      1. 
         Расчет коэффициента деления мощности;
         
      2. 
         Расчет зависимости ;
         
      3. 
         Расчет вносимых ослаблений в выходные плечи;
         
      4. 
         Расчет разности фаз выходных сигналов ;
         
      5. 
         Расчет развязки между выходными плечами
         
   8. 
      Заключение;
      
   9. 
      Список литературы;
      
   10. 
       Приложения.
       

Руководитель: Задание принял к исполнению:

____________ А.В. Клоков ___________ Бурангулов Р.З.

«18» февраля 2023 г. «18» февраля 2023 г.

Оглавление

---

Введение

Основной задачей курсового проектирования является освоение методов проектирования СВЧ многополюсников, а также расчет основных элементов и узлов СВЧ устройства, в частности, делителя мощности.

Основное назначение делителей мощности — разделение энергии из одного канала на несколько. Подобные системы широко используются в микроэлектронных устройствах – усилителях, аттенюаторах, фазовращателях, частотно-разделительных приборах, а также других устройствах СВЧ различного назначения. Широкое использование делителя мощности обусловлено простотой его конструкции и реализации.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Делитель мощности – устройство, предназначенное для разделения поступающего ко входу прибора потока мощности сигнала на ряд выходов. Устройства выступают компонентами радиотехнических систем или работают автономно.

[1] Двухканальным делителем мощности (ДМ) называют взаимное шестиполюсное устройство, делящее мощность СВЧ, поступающую в плечо 3, между двумя выходными плечами 1, 2 (рис. 1.1). Волновые сопротивления проводящих линий передачи (ЛП) в общем случае разные .


Рисунок 1.1 – Нумерация плеч двухканального ДМ
Матрица рассеяния идеального ДМ



Из матрицы [S] следует, что все плечи идеального ДМ согласованны
( ), а плечи 1, 2 развязаны ( ). Мощность, поступающая в плечо 3 идеального ДМ, без потерь делиться между плечами 1,2. Электромагнитные волны на выходах характеризуются разностью фаз . В матрице рассеяния реального ДМ значения всех элементов отличны от нуля. Для характеристики свойств ДМ используются электрические параметры: коэффициент мощности вносимые ослабления (дБ); коэффициенты стоячей волны плеч где

---

- модуль коэффициента отражения от i-го плеча ДМ; развязка между выходными плечами (дБ);

Среди известных типов ДМ особый интерес, с точки зрения широкополосности и точности деления мощности, представляют синфазные ДМ на основе ступенчатых и плавных неоднородных ЛП с сосредоточенными и распределенными сопротивлениями развязки. Делитель мощности параллельного (рис. 1.2) состоит из одиночных ЛП с волновыми сопротивлениями и длиной , между которыми помещено сопротивление развязки R.
Для проектирования делитель мощности параллельного типа, который представляет собой две линии с волновыми сопротивлениями и длиной , между которыми помещено сопротивление развязки . Данный делитель может обеспечивать изоляцию между выходными портами при сохранении согласованного состояния на всех портах.

Микрополосковый делитель мощности параллельного типа с равным делением представлен на рисунке 1.3.


Рисунок 1.2 – Делитель мощности с равным делением
[1] Оптимальные значения волнового сопротивления и сопротивления развязки, которые были получены из книги. (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Рассчитанные параметры ДМ

	R
85.95	154.55
81	282.55
75.8	371.5
70.7	473.75
65.95	586
61.75	877.5
58.2	364.35

На рисунке 1.4 представлена упрощенная модель микрополосковой лини.


Рисунок 1.3 – Упрощенная схема микрополосковой линии

Микрополосковые линии активно используются на протяжении около полувека. Интерес к ним объясняется с одной стороны их преимуществами, а с другой – сложностью их анализа и синтеза. Это связано с неоднородностью диэлектрического заполнения линии.

---

[3] Основным достоинством микрополосковой линии и различных устройств на её основе считается возможность автоматизации производства с применением технологий изготовления печатных плат, гибридных и плёночных интегральных микросхем. Основной недостаток, ограничивающий применение, – возможность применения только при малых и средних уровнях мощности СВЧ колебаний.

Ширина линии определяется по формулам 1.6-1.7:

при

;

(1.6)

при

.

(1.7)

где ;

;

– высота проводящей поверхности;

- диэлектрическая проницаемость.

Погрешность расчетов не превышает 1%.

Эффективная диэлектрическая проницаемость для каждой ступени микрополосковой линии определяется по формулам 1.8-1.9.

При

;

(1.8)

При

;

(1.9)

Длина линии ступени делителя определяется по формуле 1.10:

;

(1.10)

где м – длина волны на центральной частоте;

2 РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

---