Широкополосное высокочастотное устройство коммутации
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Оглавление
Введение
1. Обзор существующих схемотехнических и конструктивных решений УЧС СВЧ и технологий их изготовления
1.1 Основные типы частотных фильтров
1.2 Обзор основных типов аппроксимаций АЧХ ЧФ
1.3 Основные типы конструктивных реализаций ЧФ диапазона СВЧ (ЧФ СВЧ), применяемых в настоящий момент, и основные технологии их изготовления
1.4 Перспективные типы конструктивных реализаций ЧФ СВЧ и перспективные технологии их изготовления
1.5 Обзор систем автоматизированного проектирования объемных моделей
2. Проектирование широкополосного многоканального УЧС СВЧ
2.1 Схема структурная
2.2 Математическая модель конструктивных реализаций ЧФ СВЧ
2.3 Компьютерное моделирование топологии фильтров
2.4 Выбор устройств коммутации
2.5 Конструкция УЧС
3. Организация процесса производства разработанного УЧС
Заключение
Библиографический список
Введение
Понятие фильтра было введено в 1915г. независимо друг от друга Дж. Кэмбеллом и К. Вагнером в связи с их исследованиями в области линий передачи и колебательных систем. С тех пор теория и технология фильтров непрерывно развивались и продолжают совершенствоваться по настоящий день. Сегодня без помощи фильтров не обходится ни один прибор. Даже простые устройства - источники питания, не могут обойтись без фильтров.
В частности, устройства частотной селекции применяются во входных трактах многоканальных пассивных локаторов бортового базирования (системы целеуказания и предупреждения об облучении боевых самолётов, головки самонаведения), в которых осуществляется аналоговая обработка сигналов СВЧ. Таким образом, широко распространенными в радиотехнических устройствах диапазона СВЧ остаются аналоговые фильтры.
В разработке новых схемотехнических и конструктивных реализаций аналоговых фильтров главными критериями являются электрические параметры и габариты. Выполнение фильтров на дискретных элементах в диапазоне СВЧ практически невозможно, так как элементы будут представлять собой сверхмалые конденсаторы и катушки, параметры которых варьируются в большом диапазоне, что сказывается на характеристике устройства, и работа с такими элементами представляет собой трудоемкий процесс, поэтому предпочтительна реализация фильтров диапазона СВЧ в полосковом виде.
Возможно несколько вариантов исполнения частотных фильтров (ЧФ) СВЧ:
фильтры на скачках волновых сопротивлений;
фильтры на связанных резонаторах;
фильтры на четвертьволновых шлейфах;
фильтры на встречных штырях.
В дипломной работе рассматриваются фильтры на встречных штырях, реализованный на несимметричной полосковой линии. Эти фильтры имеют свои плюсы: малые размеры и простота реализации на существующей технологической базе. Однако имеют и некоторые недостатки: паразитная полоса пропускания на 3Fц и сложности раiета.
1. Обзор существующих схемотехнических и конструктивных решений УЧС СВЧ и технологий их изготовления.
.1 Основные типы частотных фильтров
ЧФ называется устройство, предназначенное для выделения из состава сложного электрического колебания, подведенного к входу фильтра, частотных составляющих, расположенных в заданной частотной области, называемой полосой пропускания (ПП) фильтра, и подавление частотных составляющих, расположенных в другой, так же заданной частотной области, называемой полосой заграждения фильтра (ПЗ).
В зависимости от требований, предъявляемых к взаимному расположению ПП и ПЗ, фильтры могут быть разделены на следующие классы [3]:
Фильтры нижних частот (ФНЧ) (Рисунок 1.1).
ПП фильтра занимает область от f=0 до f=f1. Все частоты f>f1 относятся к ПЗ.
Рисунок 1.1 - а) идеализированная частотная характеристика ФНЧ, б) схема электрическая принципиальная П-образного звена ФНЧ
Фильтры верхних частот (ФВЧ) (Рисунок 1.2).
ПЗ фильтра расположена между частотами f=0 и f=f1. Частоты f>f1 соответствуют частотам ПП.
Рисунок 1.2 - а) идеализированная частотная характеристика ФВЧ, б) схема электрическая принципиальная П-образного звена ФВЧ
Полосно-пропускающий или полосовой фильтр (ППФ) (Рисунок 1.3).
Фильтр имеет ПП, ограниченную частотами f-1 и f2.
Рисунок 1.3 - а) идеализированная частотная характеристика ППФ, б) схема электрическая принципиальная П-образного звена ППФ
Полосно-заграждающий фильтр или режекторный фильтр (ПЗФ) (Рисунок 1.4).
Фильтр имеет ПЗ, ограниченную частотами f-1 и f2.
а бРисунок1.4 - а) идеализированная частотная характеристика ПЗФ, б) схема электрическая принципиальная П-образного звена ПЗФ
1.2 Обзор основных типов аппроксимаций АЧХ ЧФ
В зависимости от вида частотной характеристики в ПП, фильтры могут быть разделены на несколько типов [5].
Фильтр Чебышева (Рисунок 1.5).
Частотная характеристика таких фильтров описывается полиномом Чебышева n-ого порядка.
. (1.1)
Характерной особенностью этих фильтров является то, что они имеют наибольшую крутизну ската по сравнению с другими фильтрами (при равном числе звеньев) или обеспечивают заданную крутизну скатов при меньшем числе звеньев. Это определяет их использование там, где необходимо обеспечить меньшие габариты системы. Недостатками этих фильтров являются нелинейность фазовой характеристики и нер?/p>