Analiza i projektowanie liniowych układów mikrofalowych w środowisku MATLAB

Publikacja poświęcona jest analizie, symulacjom i projektowaniu różnych rodzajów linii transmisyjnych, takich jak niesymetryczna linia paskowa (NLP), odwrócona linia paskowa (ONLP), podwieszona linia paskowa (PNLP), ekranowana niesymetryczna linia paskowa (ENLP), symetryczna cylindryczno-płaska linia paskowa (CPLP), sprzężone linie cylindryczno-płaskie (LCPS), symetryczne sprzężone linie paskowe (SSLP) oraz niesymetryczne sprzężone linie paskowe (NSLP). Omówiono metody projektowania, straty, symulacje, algorytmy oraz przykłady projektów. Następnie przedstawiono dzielnik mocy Wilkinsona, zbliżeniowy jednosekcyjny sprzęgacz kierunkowy, zbliżeniowy sprzęgacz Langa, transformatory impedancji o charakterystyce Czebyszewa i Butterwortha, filtry pasmowo-przepustowe na symetrycznych sprzężonych liniach paskowych (SSLP) i sprzężonych liniach mikropaskowych (NSLP) oraz mikrofalowe filtry pasmowo-przepustowe o strukturze gałęziowej. Całość zamyka zakończenie, uwagi i zalecenia oraz wykaz literatury.

Spis Treści

Wykaz skrótów . . . . . . . . . . str. 9
2. NIESYMETRYCZNA LINIA PASKOWA (NLP) - LINIA MIKROPASKOWA . . . . . . . . . . str. 31
2.1. Analiza i symulacje charakterystyk . . . . . . . . . . str. 32
2.2. Komputerowe metody wyznaczania zadanych parametrów linii transmisyjnych . . . . . . . . . . str. 33
2.3. Straty w niesymetrycznej linii paskowej (NLP) . . . . . . . . . . str. 41
2.4. Straty promieniowania elektromagnetycznego linii mikropaskowej . . . . . . . . . . str. 45
2.5. Straty propagacji fali powierzchniowej . . . . . . . . . . str. 47
2.6. Symulacje i algorytmy . . . . . . . . . . str. 48
2.7. Metoda projektowania . . . . . . . . . . str. 52
2.8. Przykłady projektów . . . . . . . . . . str. 53
3. NIESYMETRYCZNA ODWROCONA LINIA PASKOWA (ONLP) . . . . . . . . . . str. 54
3.1. Analiza i metoda projektowania odwróconej linii mikropaskowej (ONLP) . . . . . . . . . . str. 54
3.2. Symulacje charakterystyk linii . . . . . . . . . . str. 61
4. NIESYMETRYCZNA PODWIESZONA LINIA PASKOWA (PNLP) . . . . . . . . . . str. 71
4.1. Metoda projektowania podwieszonej linii mikropaskowej typu (PNLP) . . . . . . . . . . str. 71
4.2. Przykładowe wyniki projektów . . . . . . . . . . str. 76
5. EKRANOWANA NIESYMETRYCZNA LINIA PASKOWA (ENLP) . . . . . . . . . . str. 78
5.1. Metoda projektowania ekranowanej niesymetrycznej linii paskowej (ENLP) . . . . . . . . . . str. 78
5.2. Algorytmy i symulacje . . . . . . . . . . str. 80
5.3. Modyfikacje algorytmów projektowych linii (ENLP) . . . . . . . . . . str. 81
5.4. Przykładowy projekt linii (ENLP) . . . . . . . . . . str. 89
6. SYMETRYCZNA CYLINDRYCZNO-PŁASKA LINIA PASKOWA (CPLP) . . . . . . . . . . str. 90
6.1. Analiza i metoda projektowania . . . . . . . . . . str. 91
6.2. Straty (tłumienie) cylindryczno-płaskiej linii (CPLP) . . . . . . . . . . str. 94
6.3. Algorytmy i symulacje . . . . . . . . . . str. 97
7. LINIE CYLINDRYCZNO-PŁASKIE SPRZEŻONE (LCPS) . . . . . . . . . . str. 101
7.1. Analiza linii cylindryczno-płaskich sprzężonych (LCPS) . . . . . . . . . . str. 101
7.2. Algorytmy i symulacje charakterystyk . . . . . . . . . . str. 104
7.3. Przykłady projektów . . . . . . . . . . str. 112
8. SYMETRYCZNE SPRZEŻONE LINIE PASKOWE (SSLP) . . . . . . . . . . str. 114
8.1. Analiza symetrycznych sprzężonych linii paskowych (SSLP) . . . . . . . . . . str. 114
8.2. Symulacje charakterystyk i projektowanie . . . . . . . . . . str. 117
9. NIESYMETRYCZNE SPRZEŻONE LINIE PASKOWE (NSLP) . . . . . . . . . . str. 122
9.1. Analiza, symulacje charakterystyk i projektowanie (NSLP) . . . . . . . . . . str. 122
10. DZIELNIK MOCY WILKINSONA . . . . . . . . . . str. 141
10.1. Opis i właściwości dzielnika mocy Wilkinsona . . . . . . . . . . str. 141
10.2. Analiza jednosekcyjnego dzielnika mocy . . . . . . . . . . str. 144
10.3. Charakterystyki dzielnika mocy w funkcji długości elektrycznej theta (θ) . . . . . . . . . . str. 146
10.4. Przykłady projektów dzielników mocy Wilkinsona . . . . . . . . . . str. 149
11. ZBLIŻENIOWY JEDNOSEKCYJNY SPRZĘGACZ KIERUNKOWY . . . . . . . . . . str. 152
11.1. Budowa i zasada działania zbliżeniowego sprzęgacza . . . . . . . . . . str. 152
11.2. Analiza jednosekcyjnego sprzęgacza . . . . . . . . . . str. 154
11.3. Metoda projektowania jednosekcyjnego sprzęgacza wykonanego w technice (SLP) . . . . . . . . . . str. 157
11.3.1. Obliczenia zwiększenia strat między wrotami . . . . . . . . . . str. 160
11.3.2. Obliczenie szerokości w [mm] pasków linii o impedancji Z₀ = 50 Ω doprowadzających i odprowadzających sygnały sprzęgacza . . . . . . . . . . str. 160
11.4. Przykłady projektów . . . . . . . . . . str. 161
12. ZBLIŻENIOWY SPRZĘGACZ LANGA NA SPRZĘŻONYCH LINIACH MIKROPASKOWYCH . . . . . . . . . . str. 166
12.1. Parametry i zastosowania sprzęgaczy Langa . . . . . . . . . . str. 167
12.2. Zależności opisujące parametry sprzęgacza Langa . . . . . . . . . . str. 172
12.3. Algorytmy do projektowania sprzęgacza Langa . . . . . . . . . . str. 174
13. TRANSFORMATORY IMPEDANCJI O CHARAKTERYSTYCE CZEBYSZEWA I MAKSYMALNIE PŁASKIEJ BUTTERWORTHA Z PRZYKŁADAMI PROJEKTÓW . . . . . . . . . . str. 179
13.1. Ćwierćfalowy transformator impedancji o charakterystyce Czebyszewa na linii współosiowej (LW) . . . . . . . . . . str. 179
13.2. Przykłady projektów . . . . . . . . . . str. 184
13.3. Transformator impedancji o charakterystyce Czebyszewa na symetrycznej linii paskowej (SLP) . . . . . . . . . . str. 184
13.4. Transformator impedancji o charakterystyce Czebyszewa na linii mikropaskowej (NLP) . . . . . . . . . . str. 188
13.5. Algorytm projektowania i przykład projektu . . . . . . . . . . str. 191
13.6. Transformatory impedancji Butterwortha o maksymalnie płaskiej charakterystyce . . . . . . . . . . str. 194
13.7. Transformator impedancji o charakterystyce Butterwortha na linii współosiowej . . . . . . . . . . str. 199
13.8. Transformator impedancji o charakterystyce Butterwortha na symetrycznej linii paskowej (SLP) . . . . . . . . . . str. 201
13.9. Transformator impedancji na linii mikropaskowej (NLP) o charakterystyce maksymalnie płaskiej Butterwortha . . . . . . . . . . str. 205
14. FILTRY PASMOWO-PRZEPUSTOWE NA SYMETRYCZNYCH SPRZĘŻONYCH LINIACH PASKOWYCH (SSLP) Z PRZYKŁADAMI PROJEKTÓW . . . . . . . . . . str. 209
14.1. Metoda projektowania filtrów pasmowo-przepustowych na symetrycznych sprzężonych liniach paskowych (FSSLP) . . . . . . . . . . str. 210
14.2. Algorytmy programów projektowania trójsekcjnych filtrów pasmowych na symetrycznych liniach paskowych . . . . . . . . . . str. 214
15. FILTRY PASMOWO-PRZEPUSTOWE NA SPRZĘŻONYCH LINIACH MIKROPASKOWYCH (NSLP) Z PRZYKŁADAMI PROJEKTÓW . . . . . . . . . . str. 227
15.1. Analiza filtru mikropaskowego . . . . . . . . . . str. 228
15.2. Metoda projektowania wielosekcyjnego filtru mikropaskowego . . . . . . . . . . str. 234
16. MIKROFALOWE FILTRY PASMOWO-PRZEPUSTOWE O STRUKTURZE GAŁĘZIOWEJ . . . . . . . . . . str. 251
16.1. Zależności matematyczne opisujące mikrofalowy filtr o strukturze gałęziowej . . . . . . . . . . str. 252
16.2. Algorytmy projektowania mikrofalowych filtrów o strukturze gałęziowej i liczbie sekcji n = 3 i n = 8 . . . . . . . . . . str. 258
16.3. Przykładowe projekty filtrów o strukturze gałęziowej . . . . . . . . . . str. 270
ZAKOŃCZENIE . . . . . . . . . . str. 277
UWAGI I ZALECENIA . . . . . . . . . . str. 278
WYKAZ LITERATURY . . . . . . . . . . str. 279