ΤΗΛ4 Ανάλυση & Σχεδίαση (Σύνθεση) Τηλεπικοινωνιακών Διατάξεων Διαλέξεις - Άγγελος Μπλέτσας ΗΜΜΥ Πολυτεχνείου Κρήτης, Χειµερινό Εξάµηνο 6-7
Διαλέξεις, Μικροκυµατική Μηχανική (Microwv Enginring) ραµµές Μεταφοράς. Παράµετροι Σκέδασης (cttring Prmtrs). Διάγραµµα mith. Προσαρµογή Εµπέδησης (Impdnc Mtching) µε Διάγραµµα mith.
Βιβλιογραφία Διαλέξεων Ki Chng, RF nd Microwv Wirlss ystms, Wily ris in Microwv nd Opticl Enginring, John Wily & ons,. 3
Βασική ερώτηση µαθήµατος: Τί είναι ο Δικτυακός Αναλυτής (twork Anlyzr)?? 4
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
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
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
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
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
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?
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)
Παράµετροι Σκέδασης σε δίκτυο θυρών Ø Ιδιότητες Παραµέτρων Σκέδασης: Μόνο για δίκτυα χωρίς απώλειες (Διατήρηση Ισχύος): 3 3 3 3 3. 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
3 Παράµετροι Σκέδασης σε δίκτυο θυρών () Δικτυακός Αναλυτής (twork Anlyzr) 3 3 3 3 3 Ø Πώς µετράµε αυτές τις ποσότητες?
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
5 Παράδειγµα διαγράµµατος mith Κύκλος σταθερού R Κύκλος σταθερού X ( ) r r r X X R R R i
Διάγραµµα mith () Mtchd lod, Φανταστικό µέρος του Ø ραµµή χωρίς απώλειες: ( x) γ χ jβ χ hortd lod, -.4 λ Opn lod, @ 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
Υπολογισµοί παραδείγµατος j5 j.447 7 3 j j.4. j j Y j.4! j. "(! g / 4)!" # (! g / 4) / (!" )! (!" ) VWR.447 7.447.447.447.6 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)! 3.8.496 " j.49 7
-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
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
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).
Παράδειγµα Προσαρµογής ()
Ερωτήσεις?