Другие предметы \ Проектирование СВЧ устройств

Разработка регулируемого аттенюатора на микрополосковых линиях, страница 4

   (9)

3.2.6. Определим длину волны в МПЛ Λ:

      (10)        f в ГГц

(м)  

             (11)                

(м)  

3.3 Расчет направленного ответвителя

    Исходные данные:

Z0= 50 (Ом) – волновое сопротивление;

Λ= 51 (мм) – длина волны;

ε= 9,8 – относительная диэлектрическая проницаемость;

h= 1 (мм) – толщина подложки;

   3.3.1 Определим амплитудный коэффициент связи

  , где С – переходное ослабление;

      Для С = 20 дБ  k= 0,1

   3.3.2 Определим характеристические сопротивления четного и нечетного колебаний:

                 (12)            

  (Ом)

                  (13)     

   (Ом)

3.3.3 Определим основные геометрические размеры ответвителя

     а) определим величину зазора

Для С = 20 дБ, S = 1,066 мм

                Рис.2

Из рис.2 следует, что ослабление линейно возрастает с увеличением зазора между проводниками.

б) Определим ширину полоскового волновода в области связи

           

Для С =20 дБ, b = 0,701 мм

в) Определим длину области связи

L= Λ/4 = 12,75 мм

3.4 Расчет резистора

Исходные данные:

fmax = 2,25 ГГц;   рабочая полоса частот

fmin = 2 ГГц;

Zo = 50 Ом         волновое сопротивление линии

ε = 9,8             диэлектрическая проницаемость подложки

R = 50 Ом         сопротивление резистора

P = 1000 мВт      мощность рассеяния резистора

h =  1 мм          высота подложки

λо = 51 мм         рабочая длина волны

     параметры материала резистора:

Rkv = 10 Ом/□           удельное сопротивление

Pо = 30 мВт/мм 2    допустимая удельная мощность рассеяния

TKR = -2*10-4

    3.4.1 Согласованная нагрузка должна обеспечивать Ксв <= 1,1 - 1,15 в полосе частот с перекрытием

     Кр = fmax/fmin = 1.25

   3.4.2 Определим площадь резистора

Sr = P/Pо = 33,333

  3.4.3 определим формат резистора

n = R | Rkv = 5

  3.4.4 Определим ширину и длину резистора

    Ширина резистора

          (16)

b = 2.582 мм

    Длина резистора

l = b*n = 12.91 мм

  3.4.5 Длина резистора с учетом перекрытий

  lir = 0.2 мм

lpr = l+2*lir = 13.31 мм

  3.4.6 Проверяем условие

13,31 < 51 мм  следовательно, условие выполняется.

4. Выбор корпуса модуля

Корпус для нашего устройства выбираем рамочного типа (4201). Эти корпуса применяются в основном в изделиях на МПЛ с воздушным заполнением, компланарных и щелевых линиях. Конструкция корпуса позволяет осуществлять одно и двухъярусное расположение плат. На стендах корпуса удобно располагать фланцевые и вставные коаксиальные переходы. Корпуса удобны для изготовления литьем, штамповкой, прессовкой из пластмассы. Крепление платы в корпусе производится установкой ее на уступы, расположенные вдоль стенок или в углах рамки, с последующей пайкой по периметру платы.

Корпус и его размеры выбираем по ОСТ 107.430441.001-87.

      Корпус сделан из алюминиевого сплава (Ал-2 ГОСТ 2685-63) с температурным коэффициентом линейного расширения 21,1...23,3.

     Коаксиальные разъемы СРГ-50-751Ф ВРО.364.049.ТУ

Нам потребуется контактные площадки для установки резистора. Размеры контактной площадки или участка МПЛ, предназначенные для присоединения пайкой плоских или круглых выводов навесных элементов, должны превышать размеры контактной части вывода на 0,2 мм.

5.Оценка надежности.

       Расчет надежности заключается в определении показателей надежности модуля СВЧ по известным характеристикам надежности составляющих компонентов и условиям эксплуатации. Составляется логическая модель безотказной работы модуля. При ее составлении предполагается, что отказы элементов независимы, а элементы и модуль могут находится в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Элемент, при отказе которого происходит отказ модуля, считается последовательно соединенным на логической схеме надежности. Элемент, отказ которого не приводит к отказу модуля, считается включенным параллельно.

       В общем случае формула расчета надежности в реальных условиях эксплуатации имеет вид:

λ = λа*αмв*αt*αвл*αд*Кэн    (17) ,  где

Скачать файл