Автор Тема: широкополосное согласование  (Прочитано 2352 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн rogers

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 30
  • Репутация: +1/-3
  • Подпись находиться в стадии разработки
широкополосное согласование
« : 27 Апрель 2014, 12:10:11 »
Добрый день!
Объясните пожалуйста как правильно завершить плату для наилучшего согласования. Требуется КCВ меньше 1.3. Диапазон 0...18 GHz.
Есть такой замечательный патент http://www.google.com.tr/patents/US8143975, в нем подробно описано как выполнить переход с коакcиальной на комплaнарную линию.
В HFSS переход моделируется замечательно. В конце перехода необходимо установить детекторный диод (или два).
Вот пример как я это сделал на поликоре

Вот как это сделал hp

R1 R2 по 100 Ом. R3 50 Ом (антирезонансный). КСВ получился 1.6 - 1.8. Без диода (ов) тоже 1.6...1.7. Если обломать плату по линии начала R3, КСВ 1.2.
Конденсаторы дисковые широкополосные.
Думаю что мой вариант не совсем правильный т.к. эм волна забегает за диод и  там происходит отражение. Т.е. я не выполнил какое- то условие, а какое не пойму. Как вариант убрать площадки  3х3,5 мм и сделать проводники по 0.5 мм.
Установка диодов не должна сильно увеличивать КСВ. Значит плата без диодов д.б. с КСВ меньше 1.2, а у меня 1.7. Значит дело в топологии.
Если есть мысли можно рисовать на фото.
Спасибо!

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 295
  • Репутация: +30/-6
Re: широкополосное согласование
« Ответ #1 : 27 Апрель 2014, 12:51:47 »
Это просто конический трансформатор сопротивления, для согласования габаритов коаксиальной линии с размерами диодов. Терминаторами служат как раз резисторы 100ом -два в параллель дадут искомые 50 ом. Более лучший вариант чет треугольный конус - это экспоненциальный переход (exponential taper) или другой вариант Klopfenstein taper.  Но в старые времена обычно с этим не заморачивались, т.к без современных CNC микростанков или генерируемых на компьютере фотошаблонов изготовить такой переход сложно.
Посоветовать могу- если резисторы 100 ом дискретные- припаять их вверх ногами, резистивным слоем вниз. При измерении КСВ запереть диод обратным напряжением- если диод начал проводить ток, то измерения не всегда получаются достоверными.
Проверить 50-омность полученной линии во всем диапазоне частот, т.к  диэлектрическая постоянная материала может иметь дисперсию.
Конденсаторы и резисторы обмерить отдельно на стенде,  лучший вариант- во всем рабочем диапазоне - при неизвестном источнике пассивных элементов резонансы могут быть где угодно по частоте. Если нет хороших вертикальных конденсаторов, то делать самому в коаксиальной части переход с тефлоновой пленкой.
А какой вообще планируется рабочий диапазон и требуемая неравномерность КСВ?
Александр

Оффлайн rogers

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 30
  • Репутация: +1/-3
  • Подпись находиться в стадии разработки
Re: широкополосное согласование
« Ответ #2 : 27 Апрель 2014, 13:04:39 »
Проверить 50-омность полученной линии во всем диапазоне частот
Если обломать плату по линии начала R3, КСВ 1.2.
В конденсаторах уверен, резисторы пленочные.
Вопрос, как правильно завершить плату, что бы предотвратить дальнейшее распространение "за резисторы".

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 295
  • Репутация: +30/-6
Re: широкополосное согласование
« Ответ #3 : 27 Апрель 2014, 14:56:58 »
C "антизвонным" резистором вообще что-то непонятное.  Откуда вообще его идея взялась? Получается, что после согласованной нагрузки 50 ом есть еще резистор 50 ом в параллель, нагруженный на емкость (кусок линии с диодами). Отсюда и КСВ большой. С другой стороны, там все такое мелкое, что наводит на мысль, что рабочий диапазон 24 или 36 ГГц, но это слабо согласуется с входными размерами 7мм/3.7мм.
Какова собственная емкость диодов? Можете показать графики S11 во всем диапазоне частот, лучше на диаграмме смита, чтобы был понятен знак реактивности?
Какова конечная цель этой разработки? Мощемер с минимальный КСВ или диодный детектор с наилучшей чувствительностью? Критерии оптимизации конструкции несколько разные.
Еще раз прошу озвучить диапазоны частот, а то сейчас  мозги настроены на десятки-сотни ГГц и могу начать давать "вредные советы"
PS. http://www.microwavejournal.com/articles/19377-power-sensor-covering-dc-to-110-ghz хотя там не диоды, а термопара, но может чем поможет.
« Последнее редактирование: 27 Апрель 2014, 15:02:35 от khach »
Александр

Оффлайн rogers

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 30
  • Репутация: +1/-3
  • Подпись находиться в стадии разработки
Re: широкополосное согласование
« Ответ #4 : 27 Апрель 2014, 15:09:16 »
C "антизвонным" резистором вообще что-то непонятное.
Сопротивление перехода больше 2 кОм, последовательный резистор 50 Ом особо ничего не изменит, а добротность придавит.
Какова собственная емкость диодов?
0.03pF
Можете показать графики S11 во всем диапазоне частот, лучше на диаграмме смита, чтобы был понятен знак реактивности?
Требуется широкополосное согласование. График поможет только при узкополосной настройке.
Какова конечная цель этой разработки?
детектoр
Еще раз прошу озвучить диапазоны частот
0...18 GНz
Я постарался сформулировать вопрос максимально четко. Проблема именно в реализации "окончания" платы.
Даже при снятых диодах КСВ 1.6. Значит эм волна продолжает распространятся за линию 100 Ом ных резисторов. А так быть не должно.
« Последнее редактирование: 27 Апрель 2014, 15:11:32 от messenger »

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 295
  • Репутация: +30/-6
Re: широкополосное согласование
« Ответ #5 : 27 Апрель 2014, 19:04:49 »
Цитировать
Требуется широкополосное согласование. График поможет только при узкополосной настройке.
График поможет понять, где проблема. Ну неверю я, что при правильно рассчитанной микрополосковой линии (правильная толщина и эпсилон диэлектрика) будет КСВ больше 1.2 на частотах в 1 ГГц и около. А вот что будет на 18 ГГц- надо посмотреть по графику.
Если бы целью был измеритель мощности, то решением был бы многокаскадный П-аттенюатор на 6-10 дб напыленный прямо на структуре. Тогда  ценой потери чувствительности получилось бы практически идеальное согласование. А для детекторов даже у фирменных Agilent на верхней границе частотного диапазона получается КСВ 1.4-1.5 да еще и плавает от мощности входного сигнала- диод приоткрывается.
Если бы была возможность посмотреть TDR рефлектометром, можно было бы понять, где находится проблема геометрически. Но рефлектометр нужен на 50 ГГц как минимум, а это нетипичный прибор.
Немогу пока найти готовое решение Вашей проблемы- все материалы по СВЧ на работе. Вот как пример http://www.gae.ucm.es/~ltejedor/An_Ultrabroadband_Microstrip_Detector_up_to_40GHz.pdf Хотя такое решение мне не очень нравится.
Александр

Оффлайн rogers

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 30
  • Репутация: +1/-3
  • Подпись находиться в стадии разработки
Re: широкополосное согласование
« Ответ #6 : 28 Апрель 2014, 18:50:04 »
Видел эту статью (вторую), молодцы R&S, 110 GНz освоили! Но там просто 2 резистора по 100 Ом и все. С ними вопросов нет.
Кстати в первой ссылке ребята КСВ 2 ку получили.
Подскажите как лучше выбирать размер резисторов? Сколько искал так и не нашел, сделал с запасом.
Там на чертеже отчетливо видна ступенька, выступающая за линию окончания R3. Может из-за неё?

Оффлайн rogers

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 30
  • Репутация: +1/-3
  • Подпись находиться в стадии разработки
Re: широкополосное согласование
« Ответ #7 : 17 Май 2014, 22:31:35 »
С другой стороны, там все такое мелкое, что наводит на мысль, что рабочий диапазон 24 или 36 ГГц
интересно как Вы сделали такой вывод?
Я так и не нашел требования к размерам резисторов в зависимости от мах частоты, хотя знаю что она есть. Подскажете? Может я сильно все уменьшил?