|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Dobře známý dielektrický vlnovod se zemní deskou dosahuje v oblasti milimetrových vlnzajímavých výsledků. Oproti běžným typům vedení a vlnovodů se vyznačuje především svýmnízkým průchozím útlumem pro kmitočty blížící se 100 GHz. Tato práce se detailně zabývájeho vlastnostmi a především typem úpravy vysokopermitivitního substrátu pro dosaženíimplementace vlnovodu do dielektrické desky (SIIG). Práce dále obsahuje i návrhy pro různézpůsoby přechodu z běžně používaných vedení a vlnovodů. Za pomoci simulace, využívajícímetodu konečných prvků, je dosaženo hodnoty útlumu pod hranici 2 dB, která odpovídá délcevlnovodu 2 cm a obsahuje mimo samotného vlnovodu i dvojici přechodů. V neposlední řaděje v této práci navržen také způsob výroby a uplatnění SIIG vlnovodu v praxi.
Lze například zvolit šířku štěrbin nim dopočítat patřičný
rozměr středního pásku, nebo postup opakovat, tentokráte zvolenou hodnotou šířky pásku. Pro CPW tedy není nutnost použít obou stran pokovený
dielektrický substrát, avšak takovéto uspořádání vrstev lze bez problému využívat.2), (5.3), (5. Pod konkrétním pojmem koplanární vlnovod chápán vlnovod
složený středního pásku, zajišťujícího vlastní přenos vln okolních ploch, představujících
nulový zemní potenciál. (5.3), (5. tvořeno nanesením několika vodivých pásků ideálním případě) nekonečně
velkou dielektrickou desku.4) navíc [17]:
R∈ S∈J 0∈
(#J S∈)∗(#J 0∈)
, R#, =
345W
6
K
∗
X
H
345WY
6
K∗H
∗(TJ ∗BS,0)Z
, (5.1 Charakteristická impedance koplanárního vlnovodu
Obecnou charakteristickou impedanci CPW lze vypočítat vztahu [17]:
<= =
O=∗
> ?@
∗
PQ( )
P( )
, (5. Výpočet
efektivní permitivity substrátu poté provede tímto způsobem [17]:
)DE LN#
∗
PQ( )
P( )
∗
P( ∈)
P( ∈)
.1)
kde K(k) úplný eliptický integrál K'(k) jeho doplňkový eliptický integrál. Pokud se
tedy zvolí hodnota šířky středního pásku 100 požadovaná charakteristická impedance
vedení 50Ω, tak lze představených rovnic dopočítat, okolní šterbiny kolem středního
vodiče měly dosahovat µm.2), (5.7)
Ze vzorců zřetelné, pro jednu hodnotu impedance nemusí nevyhnutelně dospět
pouze jedním postupem. Vlnovod umožňuje efektivní přenos frekvence
100 GHz dále. Moduly
eliptických integrálů lze vypočítat vztahů [17]:
R 0
(#J S)∗(#J 0)
, =
T
TJ ∗BS
, =
T
TJ ∗B0
, (5.
. Výpočet opět provedený pro substrát korundové
keramiky relativní permitivitě 9,8.4)
kde značí šířku středního pásku, poté velikost štěrbin jejím okolí. CPW svými vlastnostmi uspořádáním dosahuje výborných
výsledků zejména oblasti mikrovlnné techniky.33
5 KOPLANÁRNÍ PŘECHOD
Koplanární vlnovod (CPW) stejně jako mikropáskové vedení patří skupiny planárních
vedení. této
práci bude nadále vycházet modelu mechanicky symetrického CPW, tedy vlnovodu,
který obou stranách středního vodiče stěrbinu konstantní velikosti, která jej dělí od
bočních zemnících ploch. Současně svým uspořádáním vodivých ploch umožňuje daleko větší
variabilitu volby impedance oproti mikropáskovému vedení.5)
Pro moduly eliptických integrálů platí výše zmíněné rovnice (5.
Pro tento případ symetrického CPW samozřejmě vždy hodnoty rovnají.6), (5. Oproti dříve popsanému mikropáskovému
vedení totiž částečně eliminuje vyzařování prostoru vlnovodu tím snížení útlumu při
přenosu elektromagnetických vln.
5
