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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 스트립 마이크로웨이브 필터의 계산. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 라디오 아마추어 디자이너 저자는 협대역 마이크로파 필터의 매개변수를 계산하기 위해 자신이 개발한 컴퓨터 프로그램 "BPF-PP"를 독자들에게 소개합니다. 아래에 설명된 "BPF-PP" 프로그램을 사용하면 결합된 반파장 공진기에서 협대역 필터를 계산할 수 있습니다. 마이크로파 장치를 개발하는 라디오 아마추어들에게 흥미로울 수 있기를 바랍니다. 이 프로그램은 GWBASIC 프로그래밍 언어로 작성되었으며 모든 버전의 BASIC으로 쉽게 변환할 수 있으며 마이크로스트립 라인 기술(MPL) 및 전기 필터에 대한 사전 지식이 있는 사용자를 위해 설계되었습니다. 독자는 기술 문헌에서 추가 정보를 찾을 수 있으며, 그 목록은 기사 끝에 제시되어 있습니다. 프로그램 사용 기술을 빠르게 습득하기 위해 구체적인 계산 예를 살펴보겠습니다. 본문에서 화면에 표시되는 프로그램의 내용은 따옴표로 표시됩니다. 예비 계산 또는 설계 고려 사항에서 대역폭이 694 ~ 734MHz인 XNUMX차 필터를 생성해야 할 필요성이 있다고 가정해 보겠습니다. 양면 호일 유리 섬유를 기반으로 만들어 봅시다. 프로그램을 시작하면 모니터 화면에 다음 메시지가 나타납니다. "필터 유형이 표시됩니다: Butterworth(2-9 주문) - V; Chebyshev(3-9 주문) - T. 필터 차수(2-9)?". 이 질문의 경우 이 예에서는 키보드에서 숫자 2를 입력합니다. 다음: "필터 유형 - B 부하 저항, 옴? 50 대역폭 제한, GHz: 높은? .734 낮추다? .694 통과 대역 중심 주파수 F0 = 0.7137186GHz" 요청 시 "호일 두께 t, mm? 기판 두께 H, mm? 사용된 재료의 치수(밀리미터)를 입력해야 합니다. 호일의 두께가 t = 0,05mm이고 유리 섬유 기판이 H = 1,5mm라고 가정해 보겠습니다. 그리고 "유전 상수 E?"라는 질문에 예를 들어 E = 4,8을 소개합니다. 그러면 계산 결과가 화면에 나타납니다. " *********** 계산 진행 중 ********** 접착된 스트립의 폭 W(0) =2.67 mm 간극 S(0,1) = 0.14mm 52.15/XNUMX파 - XNUMXmm 연결된 스트립의 폭 W(1) = 3.17mm 간극 S(1,2) = 3.13mm 51.65/XNUMX파 - XNUMXmm 접착 스트립 폭 W(2) = 2.67mm 간극 S(2,3) = 0.14mm 52.15/XNUMX파 - XNUMXmm" 계산 결과에 따라 우리는 다음과 같은 결정을 내립니다. 호일 유리 섬유 판의 한쪽에 너비 W (0)와 길이 5,215cm의 간격 S (0,1)가있는 두 개의 호일 스트립을 배치합니다. 그들 사이에. 우리는 연결된 스트립의 두 번째 쌍을 오른쪽에 있는 플레이트의 같은 면에 첫 번째에 가깝게 배치하고 두 번째 쌍의 위쪽 스트립은 첫 번째 쌍의 아래쪽 스트립의 연속이어야 합니다(그림 참조). 자체 너비 W(1)로. 길이가 5,165cm인 두 번째 쌍의 두 번째 스트립은 첫 번째 스트립 아래에 간격 S(1,2)를 두고 배치됩니다.
너비가 W(5,215)인 세 번째 쌍의 길이가 2cm인 첫 번째 스트립은 두 번째 쌍의 두 번째 스트립을 계속합니다. 세 번째 쌍의 두 번째 스트립(길이 5,215cm, 너비 W(2))은 간격 S(2,3)가 있는 첫 번째 스트립 아래에 있습니다. 플레이트의 두 번째 면에 있는 호일은 단단하고 손상되지 않은 상태로 남습니다. 따라서 우리는 갭 S(0,1), S(1,2), S(2,3) 및 길이가 XNUMX/XNUMX 파장 이동된 다른 하나 아래에 위치한 XNUMX개의 스트립 라인 구조를 얻습니다. XNUMX개의 내부 스트립은 반파 공진기 역할을 하고 XNUMX개의 외부 스트립은 발전기 및 부하와 함께 XNUMX/XNUMX파 결합 요소 역할을 합니다. 외부 스트립의 극단에는 정합 부하와 발전기 또는 라인이 연결되어 필터와 동일한 파동 임피던스를 갖습니다. 프로그램에 대한 몇 마디. 80번째에서 240번째까지의 명령줄은 필터 매개변수가 있는 테이블입니다. 0,28번째에서 XNUMX번째까지의 Butterworth 프로토타입과 XNUMXdB의 통과 대역 리플이 있는 XNUMX번째에서 XNUMX번째까지의 Chebyshev는 대부분의 경우 아마추어 연습에 충분합니다.
필요한 경우 프로토타입 테이블 대신 다른 비균일 값을 사용하여 상위 프로토타입 필터의 계수를 결정하는 서브루틴을 도입할 수 있습니다. 실제 결과와 계산된 결과의 더 나은 수렴을 위해 먼저 사용된 판의 유리 섬유 라미네이트의 유전율을 측정해야 합니다. 이렇게하려면 반파 공진기 역할을 할 동일한 재료의 다른 판에 임의 길이의 스트립 라인을 만들어야합니다. 끝 중 하나 근처에서 동일한 선이 간격과 평행하게 배치되지만 (실제에 가깝지만) 길이는 5 ~ 10 배 더 짧습니다. 이 선은 공진기 자극기 역할을 합니다. 이를 위해 발전기는 한쪽 끝에 연결되고 다른 한쪽에는 미리 선택된 50옴 저항이 로드됩니다. 공진 주파수에서 정확히 공진기 중간에 전압 노드가 형성되며 이는 검출기 헤드에 의해 고정됩니다. 유효 유전율은 식에서 결정됩니다.
여기서 h는 유리 섬유의 두께, mm입니다. W는 공진기 스트립의 너비, mm입니다. 보다 신뢰할 수 있는 유전율 측정을 위해 다소 큰 공진기 길이(150...200mm)를 선택해야 합니다. 이 경우 종단 커패시턴스의 존재로 인해 약간의 오류만 발생합니다. 이러한 측정을 할 때, 나는 일반적으로 여기선과 공진기 사이의 간격 폭과 기판 두께의 두 배에 해당하는 선과 공진기의 폭을 선택합니다. 측정은 1GHz 이하의 주파수에서 수행됩니다. 문학
저자: O.Soldatov, 타슈켄트, 우즈베키스탄
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, 여기서 Fres - 공진 주파수(MHz); L은 공진기의 길이(미터)입니다. 재료의 유전 상수 e 값(문자 E로 프로그램 입력)은 공식에서 얻습니다.
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