curs 6 2020/2021rf-opto.etti.tuiasi.ro/docs/files/dcmr curs 6_2020.pdfcurs 6 2020/2021 2c/1l, dcmr...

115
Curs 6 2020/2021

Upload: others

Post on 15-Feb-2021

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • Curs 6 2020/2021

  • 2C/1L, DCMR (CDM)

    Minim 7 prezente (curs+laborator)

    Curs - conf. Radu Damian Vineri 8-10, Online/Video, Microsoft Teams

    E – 50% din nota

    probleme + (2p prez. curs) + (3 teste) + (bonus activitate) ▪ primul test C2: 16.10.2020 (t2 si t3 neanuntate ~ C7, C12)

    ▪ 3pz (C) ≈ +0.5p (2p max)

    toate materialele permise

  • acces la examene necesita parola primita prin email

  • Linii de transmisie Adaptarea de impedanţa Cuploare direcţionale Divizoare de putere Amplificatoare de microunde Filtre de microunde Oscilatoare de microunde ?

  • http://rf-opto.etti.tuiasi.ro Irinel Casian-Botez: "Microunde vol. 1:

    Proiectarea de circuit", Ed. TEHNOPRES, 2008

    David Pozar, Microwave Engineering, Wiley; 4th edition , 2011, ISBN : 978-1-118-29813-8 (E), ISBN : 978-0-470-63155-3 (P)

  • 0 dBm = 1 mW 3 dBm = 2 mW 5 dBm = 3 mW 10 dBm = 10 mW 20 dBm = 100 mW -3 dBm = 0.5 mW -10 dBm = 100 W -30 dBm = 1 W -60 dBm = 1 nW

    0 dB = 1 + 0.1 dB = 1.023 (+2.3%) + 3 dB = 2 + 5 dB = 3 + 10 dB = 10 -3 dB = 0.5 -10 dB = 0.1 -20 dB = 0.01 -30 dB = 0.001

    dB = 10 • log10 (P2 / P1) dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)

    [dBm] + [dB] = [dBm]

    [dBm/Hz] + [dB] = [dBm/Hz]

    [x] + [dB] = [x]

  • Operatii cu numere complexe! z = a + j · b ; j2 = -1

  • Linii de transmisie Adaptarea de impedanţa Cuploare direcţionale Divizoare de putere Amplificatoare de microunde Filtre de microunde Oscilatoare de microunde ?

  • coeficient de reflexie in tensiune

    ΓL

    Z0 ZL

    0

    0

    0

    0

    ZZ

    ZZ

    V

    V

    L

    L

    l

    0

    00

    I

    VZL 0

    00

    00 ZVV

    VVZL

    zjzj eVeVzV 00

    zjzj eZ

    Ve

    Z

    VzI

    0

    0

    0

    0

    Z0 real

  • impedanta la intrarea liniei de impedanta caracteristica Z0 , de lungime l , terminata cu impedanta ZL

    lZjZ

    lZjZZZ

    L

    Lin

    tan

    tan

    0

    00

    ΓL

    Z0 ZL

    -l 0

    Zin

  • Linii de transmisie Adaptarea de impedanţa Cuploare direcţionale Divizoare de putere Amplificatoare de microunde Filtre de microunde Oscilatoare de microunde ?

  • numere complexe in planul complex

    *iL ZZ

    *iL

    Re Γ

    Im Γ Γi

    ΓL

    Daca se alege un Z0 real

    0

    0

    ZZ

    ZZ

  • Generatorul are posibilitatea de a oferi o anumita putere maxima de semnal Pa

    Pentru o sarcina oarecare, acesteia i se ofera o putere de semnal mai mica PL < Pa

    Se intampla “ca si cum” (model) o parte din putere se reflecta Pr = Pa – PL

    Puterea este o marime scalara!

    Ei

    Zi Pa

    aL

    iL

    PP

    ZZ

    *Ei

    Zi ZL

    PL

    Ei

    Zi

    ZL

    Pa PL

    Pr

    +

  • Ei

    Zi

    ZL Pa

    PL

    Pr

    i

    ia

    R

    EP

    4

    2

    22

    2

    LiLi

    iLL

    XXRR

    ERP

    22

    2

    22

    224

    144

    LiLi

    iL

    i

    i

    LiLi

    iL

    i

    iLar

    XXRR

    RR

    R

    E

    XXRR

    ER

    R

    EPPP

    |Γ|2 este un coeficient de reflexie in putere

    2

    22

    222

    4

    a

    LiLi

    LiLi

    i

    ir P

    XXRR

    XXRR

    R

    EP

  • Linii de transmisie Adaptarea de impedanţa Cuploare direcţionale Divizoare de putere Amplificatoare de microunde Filtre de microunde Oscilatoare de microunde ?

  • Funcționalitatea dorită:

    divizarea

    combinarea

    puterii semnalului

  • amplificator cu reactie control automat al amplitudinii

    OUT (50Ω) IN (50Ω)

    50Ω 50Ω

    50Ω 50Ω

    50Ω 50Ω

    A

    β

  • numite si joncțiune in T caracterizate de o matrice S 3x3

    circuitul este reciproc dacă nu conține: materiale anizotrope (de obicei ferite)

    circuite active e de dorit să obținem funcționalitatea dorită de

    divizare/combinare de putere fără pierderi interne e de dorit sa obținem circuitul adaptat simultan la

    toate porţile evitarea unor pierderi externe de putere

    333231

    232221

    131211

    SSS

    SSS

    SSS

    S

  • circuit reciproc

    adaptat simultan la toate portile

    matricea S devine:

    0

    0

    0

    2313

    2312

    1312

    SS

    SS

    SS

    S

    ijSS jiij , t

    SS

    322331132112 ,, SSSSSS

    iSii ,0 0,0,0 332211 SSS

  • reciproc, adaptat, matricea S:

    circuit unitar (fără pierderi)

    toata puterea introdusa pe un port se regaseste la celelalte porturi

    jiSS ijN

    k

    kjki ,,1

    *

    11

    *

    N

    k

    kiki SS jiSSN

    k

    kjki

    ,01

    *

    ]1[* tSS

    0

    0

    0

    2313

    2312

    1312

    SS

    SS

    SS

    S

  • circuit unitar (fără pierderi)

    6 ecuatii / 3 necunoscute

    nici o solutie posibila

    11

    *

    N

    k

    kiki SS

    jiSSN

    k

    kjki

    ,01

    *

    0

    0

    0

    2313

    2312

    1312

    SS

    SS

    SS

    S

    12

    13

    2

    12 SS

    12

    23

    2

    12 SS

    12

    23

    2

    13 SS

    023*

    13 SS

    012*

    23 SS

    013*

    12 SS

  • 6 ecuații / 3 necunoscute nici o soluție posibila

    Un circuit cu 3 porți NU poate fi simultan: reciproc

    fara pierderi

    adaptat simultan la toate cele 3 porți Renunțarea la una din cele 3 condiții conduce la

    circuite realizabile

    0

    0

    0

    2313

    2312

    1312

    SS

    SS

    SS

    S

  • de obicei cu materiale anizotrope, ferite nereciproc, dar adaptat simultan si fara

    pierderi matricea S

    6 ecuatii / 6 necunoscute

    jiij SS

    0

    0

    0

    3231

    2321

    1312

    SS

    SS

    SS

    S

    032*

    31 SS

    023*

    21 SS

    013*

    12 SS

    12

    31

    2

    21 SS

    12

    32

    2

    12 SS

    12

    23

    2

    13 SS

  • doua solutii posibile circulatoare

    in sens orar direct

    in sens orar invers

    0312312 SSS

    1133221 SSS

    0133221 SSS

    1312312 SSS

  • circulator deseori in duplexer

  • Un circuit cu 3 porți reciproc si fara pierderi poate fi adaptat numai la 2 porți

    332313

    2312

    1312

    0

    0

    SSS

    SS

    SS

    S

    023*

    13 SS

    0332313*

    12 SSSS

    013*

    3312

    *

    23 SSSS

    12

    13

    2

    12 SS

    12

    23

    2

    12 SS

    12

    33

    2

    23

    2

    13 SSS2313 SS

    02313 SS

    13312 SS

  • Un circuit cu 3 porți reciproc si fara pierderi

    332313

    2312

    1312

    0

    0

    SSS

    SS

    SS

    S

    02313 SS 13312 SS

    jeS 12jeS 33

    j

    j

    j

    e

    e

    e

    S

    00

    00

    00

    Un circuit cu 3 porți reciproc si fara pierderi degenereaza in doua componente separate: o linie fara pierderi, adaptata, intre

    doua dintre porturi al treilea port e separat si

    dezadaptat

  • caracterizate de o matrice S 4x4

    circuitul este reciproc dacă nu conține: materiale anizotrope (de obicei ferite)

    circuite active e de dorit să obținem funcționalitatea dorită de

    divizare/combinare de putere fără pierderi interne e de dorit sa obținem circuitul adaptat simultan la

    toate porţile evitarea unor pierderi externe de putere

    44434241

    34333231

    24232221

    14131211

    SSSS

    SSSS

    SSSS

    SSSS

    S

  • circuit reciproc

    adaptat simultan la toate portile

    matricea S devine:

    ijSS jiij , t

    SS

    322331132112 ,, SSSSSS

    iSii ,0 0,0,0,0 44332211 SSSS

    0

    0

    0

    0

    342414

    342313

    242312

    141312

    SSS

    SSS

    SSS

    SSS

    S

  • reciproc, adaptat, matricea S:

    circuit unitar (fără pierderi)

    toata puterea introdusa pe un port se regaseste la celelalte porturi

    jiSS ijN

    k

    kjki ,,1

    *

    11

    *

    N

    k

    kiki SS jiSSN

    k

    kjki

    ,01

    *

    ]1[* tSS

    0

    0

    0

    0

    342414

    342313

    242312

    141312

    SSS

    SSS

    SSS

    SSS

    S

  • o solutie: cuplorul rezulta directional

    *

    2424

    *

    1423

    *

    13 /0 SSSSS

    *

    1323

    *

    2413

    *

    14 /0 SSSSS

    0224213*14 SSS

    1234

    *

    1423

    *

    12 /0 SSSSS

    *

    3423

    *

    3412

    *

    14 /0 SSSSS

    023421223 SSS

    02314 SS

    12

    13

    2

    12 SS

    12

    24

    2

    12 SS

    12

    34

    2

    13 SS

    12

    34

    2

    24 SS

    2413 SS

    3412 SS

    00

    00

    00

    00

    3424

    3413

    2412

    1312

    SS

    SS

    SS

    SS

    S

  • Alegem referintele de faza

    3412 SS jeS 13 jeS 24

    00

    00

    00

    00

    3424

    3413

    2412

    1312

    SS

    SS

    SS

    SS

    S 2413 SS 3412 SS

    034*

    2413

    *

    12 SSSS n2

    12

    24

    2

    12 SS 122

    Cealalta solutie posibila pentru ecuatiile anterioare ofera fie aceeasi solutie (cu alta referinta de faza) fie un caz degenerat 0224213*14 SSS 023421223 SSS

    β – coeficientul de cuplaj în tensiune

  • Un circuit cu 4 porti care este simultan: adaptat la toate portile

    reciproc

    fara pierderi este intotdeauna directional puterea de semnal introdusa pe un port este

    trimisa numai spre doua din celelalte trei porturi

    00

    00

    00

    00

    j

    j

    j

    j

    e

    e

    e

    e

    S

  • consta in separarea unei linii incidente in doua linii separate

    se poate implementa in diverse tehnologii

  • daca liniile sunt fără pierderi, diportul este reciproc, deci nu poate fi adaptat la toate porțile simultan

    la nivelul joncțiunii câmpurile sunt neuniforme, generând moduri de ordin superior localizate

    aceasta energie localizata poate fi modelata cu o reactanța concentrata la nivelul joncțiunii: B

    Proiectarea divizorului presupune adaptarea la linia de intrare cu Z0 ieșirile pot fi adaptate mai

    departe cu circuite suplimentare (/4, binomial, Cebișev)

  • daca liniile sunt fără pierderi, impedantele caracteristice sunt reale

    conditia de adaptare poate fi indeplinita doar daca B 0 caz in care conditia de adaptare este:

    021

    111

    ZZZBjYin

    021

    111

    ZZZ

    In practica daca B nu poate fi neglijat, se introduce o reactanta externa de compensare, reglabila, cu efect macar intr-o banda ingusta de frecventa.

  • daca V0 e amplitudinea semnalului la jonctiune

    0

    2

    0

    2

    1

    Z

    VPin

    1

    2

    01

    2

    1

    Z

    VP

    2

    2

    02

    2

    1

    Z

    VP

    21 PPPin

    deci:

    (fara pierderi)

    1

    2

    2

    1

    Z

    Z

    P

    P (impartirea puterii pe cele doua linii de iesire)

    21

    21

    ZZ

    ZPP in

    21

    12

    ZZ

    ZPP in

    1

    1 inPP

    1

    12 inPP

    1101 ZZ 102 ZZ

  • matricea S fara pierderi (matrice unitara) reciproc (matrice simetrica) portul de intrare este adaptat

    1

    12 PP

    1

    113 PP

    1

    2

    3

    011 S

    11221 SS

    1

    11331 SS

    Coeficienti de reflexie la iesiri

    1

    1

    ||

    ||

    120

    120122

    ZZZ

    ZZZS

    1||

    ||

    210

    210233

    ZZZ

    ZZZS

  • 1

    2

    3

    Matrice unitara, coloanele 1 si 2

    11

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    10

    x

    xS0

    1

    1

    11

    10

    x

    13223 SS

    111

    1

    11

    1

    1

    1

    1

    10

    S

  • divizor de 3dB impartire egala a puterii intre cele

    doua iesiri Z1 = Z2 = 2·Z0 , α = 1

    1

    2

    3

    2

    1

    2

    1

    2

    12

    1

    2

    1

    2

    12

    1

    2

    10

    S

    2

    1

    2

    1

    2

    2

    1

    2

    1

    2

    220

    j

    j

    jj

    S

    Daca se adauga transformatoare in /4 pentru a adapta iesirile la Z0 matricea S devine:

  • Proiectați un divizor cu joncțiune în T care are o impedanță a sursei de 30Ω, pentru a obține un raport de puteri la ieşire de 3 :1. Proiectați transformatoare in sfert de lungime de undă care să convertească impedanța liniilor de ieşire la 30Ω.

    0

    2

    0

    2

    1

    Z

    VPin

    inPZ

    VP

    4

    1

    2

    1

    1

    2

    01

    inPZ

    VP

    4

    3

    2

    1

    2

    2

    02

    1204 01 ZZ

    4034 02 ZZ

    in

    inin

    PP

    PP

    PP

    PPP

    4

    3

    4

    1

    1:3:2

    1

    21

    21

    30120||40inZ

    Li

    i

    c ZZZ

    603012011

    Lc ZZZ 64.34304022

    Lc ZZZ

    Verificare

    Transformatoare

  • Introducerea elementelor disipative (pierderi) permite realizarea divizorului: reciproc adaptat la toate cele porti

    Impedanta Z vazuta de la nivelul jonctiunii spre una din linii:

    3

    4

    3

    00

    0 ZZZ

    Z

    Linia de intrare va vedea la capat o rezistenta in serie cu doua astfel de linii in paralel

    000

    3

    4

    2

    1

    3Z

    ZZZin

    deci va fi adaptata: 011 S

    din simetrie: 0332211 SSS

  • Introducerea elementelor disipative (pierderi) permite realizarea divizorului: reciproc (matricea S e simetrica) adaptat la toate cele porti

    V1 e tensiunea la intrarea in portul 1, calculam tensiunea la nivelul jonctiunii V

    1

    00

    01

    0

    13

    2

    332

    32

    32

    2V

    ZZ

    ZV

    ZZ

    ZVV

    Tensiunile de iesire se obtin tot prin divizare:

    2

    13121 SS

    din simetrie: 2

    1233121 SSS

    0332211 SSS

    1

    00

    032

    2

    1

    4

    3

    3VV

    ZZ

    ZVVV

  • Introducerea elementelor disipative (pierderi) permite realizarea divizorului: reciproc (matricea S e simetrica) adaptat la toate cele porti

    Matricea S

    2

    1233121 SSS

    0332211 SSS

    011

    101

    110

    2

    1S

    Puteri:

    0

    2

    1

    2

    1

    Z

    VPin

    inP

    Z

    V

    Z

    VPP

    4

    1

    8

    121

    2

    1

    0

    2

    1

    0

    2

    132

    Jumatate din putere se disipa pe cei 3 rezistori

  • Divizoarele de putere anterioare au un dezavantaj major, nu exista izolare intre cele doua porturi de iesire acest deziderat e important in anumite aplicatii

    Divizorul Wilkinson este introdus pentru rezolvarea acestui impediment

    03223 SS

    o proprietate utila suplimentara este ca “pare” fara pierderi daca porturile de iesire sunt adaptate

    numai energia reflectata din iesiri este disipata

  • o linie de intrare doua transformatoare /4 o rezistenta intre liniile de iesire

  • In circuite liniare putem aplica suprapunerea efectelor

    avantaje

    reducerea complexitatii circuitului

    reducerea numarului de porturi (principalul avantaj)

    Efect ( PAR+ IMPAR ) = Efect ( PAR ) + Efect ( IMPAR )

    Putem beneficia de avantajele simetriilor!!

  • schema normalizata si “simetrizata”

  • analiza pe mod par si impar

  • mod par, plan de simetrie gol

    2

    2

    2

    ZZ ein

    privind din portul 2, transformator /4

    daca 2Z portul 2 este adaptat

    xjxj eeVxV x=0 la portul 1 x=-/4 la portul 2

    02 14 VjVVVe

    1

    110 01

    jVVVV e

    12 e

    inZ

    22

    22

    201 jVV

    e : coeficientul de reflexie vazut dinspre transformatorul cu spre impedanta normalizata 2 2Z

    12 e

    inZ

  • mod impar, plan de simetrie masa

    linia in /4 este scurtcircuitata la capat impedanta vazuta dinspre portul 2 este 2/2 rZ

    o

    in daca 2r portul 2 este adaptat

    12 o

    inZ 02 VVo

    01 oV in modul impar toata puterea se disipa in rezistorul r/2

  • impedanta de intrare in portul 1

    122

    1 21 inZ

    doua transformatoare /4 in paralel

  • parametrii S

    122

    1 21 inZ

    011 S

    03322 SS

    222

    112112

    j

    VV

    VVSS

    oe

    oe

    23113

    jSS

    03223 SS

    12 o

    inZ12 e

    inZ si similar 13 o

    inZ13 e

    inZ

    scurt sau gol intre porturile 2 si 3 elimina orice transfer de putere + circuit reciproc

    si similar

  • la frecventa de proiectare (lungimile transformatoarelor egale cu 0/4) avem izolare intre cele doua linii de iesire

    002

    002

    220

    j

    j

    jj

    S

  • 3 X Wilkinson = divizor de putere pe 4 porturi

  • Un circuit cu 4 porti care este simultan: adaptat la toate portile

    reciproc

    fara pierderi este intotdeauna directional puterea de semnal introdusa pe un port este

    trimisa numai spre doua din celelalte trei porturi

    00

    00

    00

    00

    j

    j

    j

    j

    e

    e

    e

    e

    S

  • 2 cazuri mai des intalnite in practica

    cuplor simetric

    cuplor asimetric

    2

    00

    00

    00

    00

    j

    j

    j

    j

    S

    ,0

    00

    00

    00

    00

    S

    β – coeficientul de cuplaj în tensiune

  • [dB]log20log103

    1 P

    PC

    [dB]log20log10144

    3

    SP

    PD

    [dB]log20log10 144

    1 SP

    PI

    22

    13 S

    222

    12 1 S

    Cuplaj

    Directivitate

    Izolare

    dBCDI ,

  • ,0

    21

    Cuplorul hibrid este cuplorul directional de 3 dB

    Cuplor hibrid in cuadratura Cuplor hibrid in inel

    2

    010

    100

    001

    010

    2

    1

    j

    j

    j

    j

    S

    0110

    1001

    1001

    0110

    2

    1S

  • 010

    001

    100

    010

    2

    1

    j

    j

    j

    j

    S

  • oeb 2

    1

    2

    11 oe TTb

    2

    1

    2

    12 oe TTb

    2

    1

    2

    13 oeb 2

    1

    2

    14

  • 1

    1

    Y

    Y'Y S

    pentru modul par

    pentru modul impar

    Y0 ,Z0 Y0 ,Z0Y0 ,Z0Z0

    2, Z2

    2,

    jY’S jY’S jY’S jY’S

    Ie Is

    Ve Vs

    a) b)

    S

    S

    SSe

    e

    I

    V

    'jYjY

    jZ

    'jYI

    V

    1

    01

    0

    0

    1

    01

    2

    2

    S

    S

    SS

    S

    e

    e

    I

    V

    Z'YjYZ'jY

    jZZ'Y

    I

    V

    2222

    22

    2200

    22

    222

    0

    0

    2

    11

    2 jY'jYZZ

    ZjZ'Y

    jYZ'jYZZ

    Zj

    S

    SS

    S

    22200

    22

    222

    2

    2

    212

    2

    2

    jYZ'jYZZ

    ZjZ'Y

    jYZ'jYjZZ'YS

    SS

    SS

    222S00

    22S

    21

    jYZ'jYZZ

    ZjZ'Y2

    2S

    22200

    22

    222

    0

    0

    2

    22

    2 jYZ'jYZZ

    ZjZ'Y

    jYZ'jYZZ

    Zj

    S

    SS

    S

    22

    22

    222

    22

    2211

    )'('2

    'S

    zyyzjzy

    zyyzjS

    SS

    S

    12

    22

    222

    212

    2S

    )z'yyz(jz'yST

    SS

  • 21

    2211

    02

    01

    2

    1

    S

    SSS

    Z

    ZA

    21

    22110201

    2

    1

    S

    SSSZZB

    01020102

    0102010211

    DZZCZBAZ

    DZZCZBAZS

    21

    2211

    02012

    11

    S

    SSS

    ZZC

    21122211 SSSSS

    21

    2211

    01

    02

    2

    1

    S

    SSS

    Z

    ZD

    01020102

    0201

    12

    )(2

    DZZCZBAZ

    ZZBCADS

    01020102

    0201

    21

    2

    DZZCZBAZ

    ZZS

    01020102

    0102010222

    DZZCZBAZ

    DZZCZBAZS

  • 22122212

    2122

    2 zyyzjzy

    zyyzje

    221222122

    zyyzjzyTe

    2212221

    22122

    2 zyyzjzy

    zyyzjo

    221222122

    zyyzjzyTo

    222122221

    2

    2212

    22

    1

    22

    zyyzzy

    zyyzb oe

    222122221

    22122

    2

    2

    2

    2zyyzzy

    zyyzjTTb oe

    22212222121

    3

    2

    4

    2zyyzzy

    zyTTb oe

    222122221

    2212221

    4

    2

    2

    2zyyzzy

    zyyzzjyb oe

    21

    222

    21221

    1

    100

    yzzyyzb

    2221341 00 jzbzybbb

    21

    22 1 yy

    22

    2

    22

    3 ,1

    y

    jb

    y

    yb

    dBbP

    PC ,log20log10 3

    3

    1

    2

    2

    2 1

    y

    y

    Cb 3

    22 1 Cjb

    010

    100

    001

    010

    2

    2

    2

    2

    CjC

    CjC

    CCj

    CCj

    S

  • 2

    1

    2

    2 1 yy

    2

    2

    2 1

    y

    y

    2

    2

    2

    10

    1log20dB

    y

    yC

  • este frecvenţa de proiectare la care liniile cuplorului

    sunt de lungime

    05.0 f 05.1 f 0f

    4

    Proiectaţi un cuplor în scară pe impedanţa caracteristică

    de 50 Ω, şi reprezentati mărimea parametrilor S între

    şi , unde

    .

  • 21C

    22 y 11 y

    500Z

    Un cuplor în scară cu C = 3dB, are . Atunci

    şi

    Astfel matricea S din relaţia (&.47) devine cea din relaţia (&.38). În plus, pentru

    , impedanţele caracteristice ale liniilor cuplorului vor fi:

    5001 ZZ 4.352

    ZZ 02

  • Modul par

    Modul impar

  • 22222

    2222211

    zjyzyyyjjzyjz

    zjyzyyyjjzyjzS

    eses

    eses

    2222212

    2

    zjyzyyyjjzyjzS

    eses

    2222221

    2

    zjyzyyyjjzyjzS

    eses

    22222

    2222222

    zjyzyyyjjzyjz

    zjyzyyyjjzyjzS

    eses

    eses

    1jyye

    1jyys

    Pentru modul par:

    22122

    1222122

    22

    22122

    2112

    22122

    1222122

    11

    2

    2

    2

    zyyz

    yjzzyyzS

    zyyz

    jSS

    zyyz

    yjzzyyzS

    e

    ee

    e

    1jyye

    1jyys

    Pe modul impar:

    22122

    1222122

    o11zyyz

    yjz2zyyzS

    22122

    1222122

    o22

    22122

    o21o12

    zyyz

    yjz2zyyzS

    zyyz

    j2SS

    00

    00

    00

    00

    21

    12

    21

    12

    jyjy

    jyjy

    jyjy

    jyjy

    S

    1222

    1 yy

    Conditia de adaptare

  • 00

    00

    00

    00

    00

    00

    00

    00

    21

    21

    12

    12

    j

    jyjy

    jyjy

    jyjy

    jyjy

    S

    )log(20log20)( 1ydBC

  • Proiectaţi un cuplor în inel hibrid (3dB) pe impedanţa de

    50 Ω şi reprezentati mărimea parametrilor S între 0.5 si

    1.5 din frecventa centrala.

    .

    7.70Z2 0

    )log(20[dB] 1yC

  • .

    )(log20[dB] 110 yC

    1222

    1 yy

    1y

  • Z0 Z0

    Z0+

    _E

    Z0 1

    2 3

    4

    l

  • Mod par – caracterizeaza semnalul de mod comun de pe cele doua linii

    Mod impar – caracterizeaza semnalul de mod diferential dintre cele doua linii

    Fiecare din cele doua moduri e caracterizat de impedante caracteristice diferite

  • ++

    +

    Z0 Z0

    Z0

    Z0

    Z0

    Z0

    Z0

    Z0

    +E/ 2

    E/ 2 E/ 2

    E/ 2

    V V

    VV

    I I

    II

    1 1

    4 4

    2 2

    3 3

    Zco Z

    Z

    ce

    ceZco

    -

    - 1

    1o

    1o

    1o

    o

    1e

    1

    1

    1e

    e

    e

    oe

    coce ZZZ20

  • +

    1

    1

    1+

    1/ 2

    1/ 2

    1 4

    2 3

    1

    /2e

    T /2e

    T /2e /2e

    1/2

    1/2

    +

    +

    1/ 2

    1/ 2

    1/ 21 4

    2 3

    /2o

    /2o

    T /2

    T /2-1/2

    -

    1

    1

    1

    1

    o

    o-

    modul par modul impar

    0,1 432111 aaaaaa oe

    02

    1b oe1

    sin1cos

    sin

    2

    1

    22

    jC

    jCb oe

    0TT2

    1b oe3

    sin1cos

    1

    2

    1

    2

    2

    4jC

    CTTb oe

    coce

    coce

    ZZ

    ZZC

    001

    010

    010

    100

    2

    2

    2

    2

    CCj

    CCj

    CjC

    CjC

    S

    2

  • 010

    100

    001

    010

    2

    1

    j

    j

    j

    j

    S

    010

    100

    001

    010

    2

    2

    2

    2

    CjC

    CjC

    jCC

    jCC

    jS

  • coce

    coce

    ZZ

    ZZ

    2

    0ZZZ coce

    coce

    coce

    ZZ

    ZZC 10log20[dB]

  • Proiectaţi un cuplor prin proximitate de 20 dB, în tehnologie

    stripline, folosind o distanta între planele de masă de 0.158 cm

    şi cu o permitivitate electrică relativa de 2.56, pe o impedanţa de

    50 Ω, la frecvenţa de 3 GHz. Reprezentaţi cuplajul şi

    directivitatea între 1 si 5 GHz.

  • 1.010C 2020

    28.559.0

    1.150Zce

    23.451.1

    9.050Zco

    C

    CZZ

    C

    CZZ coce

    1

    1,

    1

    100

  • j33 2 2

    1

    V jCsin jCtg jCtgb jCsin e

    V 1 jtgcos 1 C jsin 1 C jtg

    2j2

    2 21

    V 1 C 1b e

    V cos jsincos 1 C jsin

    C

  • Să se proiecteze un cuplor cu trei secţiuni, avînd un cuplaj de 20 dB, cu caracteristică binomiala (maxim plat), pe o impedanţă de

    50 Ω, la frecvenţa centrală de 3 GHz. Să se reprezinte grafic

    cuplajul şi directivitatea între 1 şi 5 GHz.

  • 3N

    2,1,02

    nCd

    d

    n

    n

    sinsin3sin

    2

    12cossin2 2121

    1

    3 CCCCV

    VC

    0cos3cos32121

    CCC

    d

    dC

    010sin3sin9 2121212

    2

    CCCCC

    d

    Cd

    010

    1.02

    21

    12

    CC

    CC

    125.0

    0125.0

    2

    31

    C

    CC

    10.44125.1

    875.050

    69.56875.0

    125.150

    38.490125.1

    9875.050

    63.509875.0

    0125.150

    20

    20

    30

    10

    30

    10

    o

    e

    oo

    ee

    Z

    Z

    ZZ

    ZZ

    dBC 200 2

  • mexmex

    exinCC

    CCCC

    inexe CCC 4

    minexo CCCC 64

    44

    1

    ee

    vCZ

    44

    1

    oo

    vCZ

    exe CC

    mexo CCC 2

    oe

    oeee

    CC

    CCCC

    34

    oe

    eooo

    CC

    CCCC

    34

    eo

    oeee

    ZZ

    ZZZZ

    00

    0004

    3

    oe

    oeoo

    ZZ

    ZZZZ

    00

    0004

    3

    oeeo

    eooeoe

    ZZZZ

    ZZZZZZZ

    0000

    20000

    44033

    oeoe

    oe

    oe

    oe

    ZZZZ

    ZZ

    ZZ

    ZZC

    0020

    20

    20

    20

    44

    44

    23

    3

    0

    2

    0112

    8934Z

    CCC

    CCZ e

    0

    2

    0112

    8934Z

    CCC

    CCZ o

  • Cuploare directionale

  • [dB]log20log103

    1 P

    PC

    [dB]log20log10144

    3

    SP

    PD

    [dB]log20log10 144

    1 SP

    PI

    22

    13 S

    222

    12 1 S

    Cuplaj

    Directivitate

    Izolare

    dBCDI ,

  • 2

    1

    2

    2 1 yy

    2

    2

    2 1

    y

    y

    2

    2

    2

    10

    1log20dB

    y

    yC

  • .

    )(log20[dB] 110 yC

    1222

    1 yy

    1y

  • coce

    coce

    ZZ

    ZZ

    2

    0ZZZ coce

    coce

    coce

    ZZ

    ZZC 10log20[dB]

  • Laboratorul de microunde si optoelectronica http://rf-opto.etti.tuiasi.ro [email protected]