ΤΗΛ412 Ανάλυση & Σχεδίαση (Σύνθεση) Τηλεπικοινωνιακών Διατάξεων. Διαλέξεις 11-12

Transcript

1 ΤΗΛ4 Ανάλυση & Σχεδίαση (Σύνθεση) Τηλεπικοινωνιακών Διατάξεων Διαλέξεις - Άγγελος Μπλέτσας ΗΜΜΥ Πολυτεχνείου Κρήτης, Χειµερινό Εξάµηνο 6-7

2 Διαλέξεις, Μικροκυµατική Μηχανική (Microwv Enginring) ραµµές Μεταφοράς. Παράµετροι Σκέδασης (cttring Prmtrs). Διάγραµµα mith. Προσαρµογή Εµπέδησης (Impdnc Mtching) µε Διάγραµµα mith.

3 Βιβλιογραφία Διαλέξεων Ki Chng, RF nd Microwv Wirlss ystms, Wily ris in Microwv nd Opticl Enginring, John Wily & ons,. 3

4 Βασική ερώτηση µαθήµατος: Τί είναι ο Δικτυακός Αναλυτής (twork Anlyzr)?? 4

5 5 ραµµή Μεταφοράς (Trnsmission in): Επισκόπηση Ø γραµµή µε απώλειες: Ø γραµµή χωρίς απώλειες: Ø γραµµή µε απώλειες: παρασιτικό R κατά µήκος του αγωγού, παρασιτικό G µεταξύ των αγωγών. x x x x Ι Ι Ι(x) V V V(x) V(x) dx V(x) d γ γ γ γ γ / Ζ C j G j R j R Ι V Ι V jβ C) j )(G j [(R γ / ω ω γ ω ω ω C fλ β ω u C C jω jβ γ g p

6 ραµµή Μεταφοράς: ενικές Εξισώσεις!(x) rflctd V(x) incidnt V(x) V "! x V "! x V " V! x! V " V!() I " I Ø Eµπέδηση (impdnc) εισόδου ως συνάρτηση του µήκους της γραµµής: in ( -l) jφ γl γl γl γl (x) V(x) I(x) in sinhx coshx!! x "! x!! x! " "(x)! x! "(x) ( x ( x x ) x ) tnhγl tnhγl 6

7 ραµµή Μεταφοράς: Ισχύς στο φορτίο Ø ραµµή χωρίς απώλειες: α > γ jβ in j tn!l j tn!l in (l, f,, ) Ανακλώµενη Ισχύς Εκπεµπόµενη Ισχύς Ø Ισχύς στο φορτίο (x): Incidnt powr P in V Rflctd powr P r V! V " " P in Ø in (x-λ g /)Ζ, in (x-λ g /4) /Ζ Trnsmittd powr P t P in! P r ( ) P in - " 7

8 ραµµή χωρίς απώλειες: Λόγος Στάσιµου Κύµατος Τάσεων (Voltg tnding Wv Rtio - VWR) V(x) V V jβx jβx V ( jβx jβx ) jφ VWR V V mx min # V(x) V (! ) " 4! sin (!x $ % ") & ' ( / VWR ( )/(- ) Ø Τάση V(x) περιοδική µε περίοδο λ g / π/β VWR - VWR (x) 8

9 Παράδειγµα ραµµής Μεταφοράς: Βραχυκύκλωµα in j tn!l j tn!l j tn!l jx in! " " VRW Rflctd powr P in P in Trnsmittd powr ( P in ) 9

10 Σύστηµα ως Φορτίο: Δίκτυο θυρών (-port twork) Rturn loss P P in R log R - log r Insrtion loss I log P in P t νωστό και ως εξασθένηση Ø Προσοχή: κάποιοι κατασκευαστές αναφέρουν ως R το log Ø Πώς µετράµε αυτές τις ποσότητες?

11 Παράµετροι Σκέδασης σε δίκτυο θυρών rflction cofficint t port with T trnsmission cofficint from port to with rflction cofficint t port with T trnsmission cofficint from port to with R log log (db) I log log (db)

12 Παράµετροι Σκέδασης σε δίκτυο θυρών Ø Ιδιότητες Παραµέτρων Σκέδασης: Μόνο για δίκτυα χωρίς απώλειες (Διατήρηση Ισχύος): pssiv circuit, For 3.. ntwork, rciprocl For.. For ny mtchd port i,. mn mn nm ii * 3 n ni ni n ni i ii i i i

13 3 Παράµετροι Σκέδασης σε δίκτυο θυρών () Δικτυακός Αναλυτής (twork Anlyzr) Ø Πώς µετράµε αυτές τις ποσότητες?

14 Διάγραµµα mith ( x) (x) (x) ( x) (x) - (x) r j (x) i!(x) rflctd V(x) incidnt V(x) V -! x V "! x V - V! x! V - V!() ( x) γ χ jβ χ R( x) j X r (x) ji (x) ( x) (x) j (x) r i Πολλαπλασιάζοντας αριθµ./παρονοµ. µε - r j i r R R i R Constnt R Circl ( ) r r X X Constnt X Circl Ø Διάγραµµα mith διάγραµµα στο µιγαδικό επίπεδο του διγραµµικού (ilinr) µετασχηµατισµού µεταξύ / και αντίστοιχου. 4

15 5 Παράδειγµα διαγράµµατος mith Κύκλος σταθερού R Κύκλος σταθερού X ( ) r r r X X R R R i

16 Διάγραµµα mith () Mtchd lod, Φανταστικό µέρος του Ø ραµµή χωρίς απώλειες: ( x) γ χ jβ χ hortd lod, -.4 λ Opn Απόσταση x από φορτίο: µόνο η φάση αλλάζει, όχι το πλάτος! Πραγµατικό µέρος του προς φορτίο Παράδειγµα: j5, 5.44 λ προς πηγή Παράδειγµα:.447<7 ο 6

17 Υπολογισµοί παραδείγµατος j5 j j j.4. j j Y j.4! j. "(! g / 4)!" # (! g / 4) / (!" )! (!" ) VWR in j tn!l j tn!l l." g,!l! " g!." g.4! tn!l 3.8 ( x) ( x) (x) (x) in j j3.8 j( j)! " j.49 7

18 -Y Διάγραµµα mith in l λ g 4 j j tnβl tn βl Y επαγωγικό φορτίο χωρητικό φορτίο Ø Συµµετρικό σηµείο του z/ ως προς την αρχή των αξόνων δίνει /z y Y/Y / (!) Ø Σηµ.: διαφορά φάσης π κίνηση κατά λ g /4 (και όχι λ g /) [γιατί?] 8

19 Προσαρµογή εµπέδησης (σύνθετης αντίστασης): µεγιστοποίηση µεταφοράς ισχύος Ø -θυρα συστήµατα απαιτούν προσαρµογή εισόδου και εξόδου για µέγιστη µεταφορά ισχύος (προσαρµογή γραµµής στην εµπέδηση της πηγής και στο φορτίο εξόδου). 9

20 Πρακτικά: δουλεύουµε σε -mith Ø Πάνω ηµικύκλιο: θετική αντίδραση (rctnc) ή ένδοση (suscptnc) επαγωγική αντίδραση, χωρητική ένδοση Ø Κάτω ηµικύκλιο: αρνητική αντίδραση (rctnc) ή ένδοση (suscptnc) Ø Σηµειώνουµε / όταν προσθέτουµε ένα στοιχείο σε σειρά. Ø Σηµειώνουµε / όταν προσθέτουµε ένα στοιχείο παράλληλα (δηλ. σηµειώνουµε το / και στην συνέχεια χωρητική αντίδραση, επαγωγική ένδοση σηµειώνουµε το συµµετρικό του ως προς το σηµείο (,)). Ø στον κύκλο σταθερού R, κινούµαστε προς το πάνω ηµικύκλιο για θετικό φορτίο (positiv rctnc ή positiv suscptnc). Ø στον κύκλο σταθερού R, κινούµαστε προς το κάτω ηµικύκλιο για αρνητικό φορτίο (ngtiv rctnc ή ngtiv suscptnc).

21 Παράδειγµα Προσαρµογής ()

22 Ερωτήσεις?