1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ УСТРОЙСТВ 10
2.1 Расчет геометрических размеров мостовых устройств 10
2.2 Программное обеспечение, используемое для моделирования
мостовых устройств 15
2.3 Моделирование простых мостовых устройств 16
2.4 Влияние параметров подложки на характеристики моста 23
2.5 Моделирование широкополосных мостовых устройств 29
2.6 Анализ способов расширения рабочей полосы 35
3. МЕТОДЫ МИНИАТЮРИЗАЦИИ МОСТОВЫХ УСТРОЙСТВ .... 36
3.1 Миниатюризация при помощи изменения формы линий 36
3.2 Миниатюризация при помощи РК1 линии 36
Методика проектирования РК1 линии в Лизой НБЗЗ 37
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ МИНИАТЮРНЫХ МОСТОВЫХ
УСТРОЙСТВ 52
4.1 Моделирование простых миниатюрных мостовых устройств ... 52
4.2 Моделирование миниатюризированных широкополосных
мостовых устройств 55
4.3 Анализ способов устройств 64
5 МАКЕТИРОВАНИЕ 65
5.1 Производство макетов мостовых устройств 65
5.2 Экспериментальное исследование 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 76
В настоящее время область применения радиоэлектронных средств расширяется, комплексы радиосистем становятся все более сложными, это полностью относится и к радиотехнике СВЧ диапазона. В связи с расширением физических возможностей радиоэлектронной аппаратуры во многих случаях необходимо не только излучать и принимать СВЧ сигнал, но также производить его обработку и преобразование, поэтому усложняются СВЧ схемы и в прежнем исполнении становятся громоздкими, поэтому возникает необходимость создания миниатюрных схем, работающих в СВЧ диапазоне. Изучение и освоение диапазона СВЧ требует решения многих проблем, качественно отличных от задач, встречающихся на более низких частотах.
Одно из перспективных направлений развития современной СВЧ- техники это создание различных малогабаритных устройств: фильтры, направленные ответвители, делители мощности, фазовращатели и др.
Очень широкое применение в технике СВЧ имеют мостовые схемы выполненные на отрезках микрополосковой линии передачи. Мостовое устройство - это направленный ответвитель с переходным затуханием в 3 дБ, обеспечивающим деление мощности поровну между двумя выходными плечами.
По сравнению с обычной аппаратурой микрополосковые и полосковые схемы более трудоемки в разработке, поскольку связь между элементами схемы за счет краевых полей и полей излучения более трудно поддается учету, расчет многих элементов схемы производится приближенно, а подстройка готовых схем затруднена. Окончательные размеры схем приходится отрабатывать путем перебора множества вариантов.
Широкое развитие и распространение полосковой и микрополосковой техники обусловлено тем, что к ее изготовлению можно применить технологию печатных плат, например, травление печатных проводников или вакуумное напыление.
Применение специализированных программных продуктов позволяет ускорить процесс проектирования микрополосковых устройств. В данной работе использовались два специальных пакета программ :
• AWR Design Environment - это прекрасно оснащенная виртуальная СВЧ лаборатория в одном программном пакете. Она позволяет производить синтез и проектирование радиочастотных схем с возможностью моделирования происходящих в них
• Ansoft HFSS - программная среда позволяющая создавать 3D модели СВЧ устройств и анализировать их. Плюс данной программы в более удобном процессе моделирования, позволяющем анализировать сложные микрополосковые устройства.
В данной работе рассмотрены способы расширения рабочего диапазона частот мостовых устройств. Также описаны методики уменьшения физических размеров данных устройств. Произведен расчет и моделирование нескольких образцов, а также реализованы и исследованы макеты данных устройств. Проведен анализ способов расширения полосы рабочих частот и миниатюризации мостовых устройств.
В ходе работы над данной магистерской диссертацией были исследовано влияние параметров диэлектрической подложки на характеристики мостовых устройств.
Была разработана методика проектирования РР1 ячеек для миниатюризации мостовых устройств. Данные ячейки позволяют существенно сократить площадь, занимаемою мостовым устройством.
Также был исследован метод миниатюризации мостовых устройств при помощи изменения геометрии микрополосковых линий. Данным способом удалось сократить занимаемую устройством площадь в 2 раза.
Проведено исследование способов расширения рабочего диапазона частот мостовых устройств. Исследован двойной гибридный кольцевой мост. Разработан и смоделирован тройной гибридный кольцевой мост имеющий относительную полосу рабочих частот 50%.
Были изготовлены макеты исследуемых мостовых устройств и проведены измерения их характеристик. Полученные результаты оказались очень близки к результатам моделирования. Расхождения результатов макетирования и моделирования вероятнее всего обусловлены неоднородностью диэлектрика.
Таким образом, были решены поставленные задачи и достигнута цель магистерской диссертации.
