|
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.
Výpočet
efektivní permitivity substrátu poté provede tímto způsobem [17]:
)DE LN#
∗
PQ( )
P( )
∗
P( ∈)
P( ∈)
. tvořeno nanesením několika vodivých pásků ideálním případě) nekonečně
velkou dielektrickou desku. Současně svým uspořádáním vodivých ploch umožňuje daleko větší
variabilitu volby impedance oproti mikropáskovému vedení.
Pro tento případ symetrického CPW samozřejmě vždy hodnoty rovnají. 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.
.4)
kde značí šířku středního pásku, poté velikost štěrbin jejím okolí. Vlnovod umožňuje efektivní přenos frekvence
100 GHz dále.3), (5.33
5 KOPLANÁRNÍ PŘECHOD
Koplanární vlnovod (CPW) stejně jako mikropáskové vedení patří skupiny planárních
vedení.7)
Ze vzorců zřetelné, pro jednu hodnotu impedance nemusí nevyhnutelně dospět
pouze jedním postupem. CPW svými vlastnostmi uspořádáním dosahuje výborných
výsledků zejména oblasti mikrovlnné techniky.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
, (5.2), (5. 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. Moduly
eliptických integrálů lze vypočítat vztahů [17]:
R 0
(#J S)∗(#J 0)
, =
T
TJ ∗BS
, =
T
TJ ∗B0
, (5. Oproti dříve popsanému mikropáskovému
vedení totiž částečně eliminuje vyzařování prostoru vlnovodu tím snížení útlumu při
přenosu elektromagnetických vln. Výpočet opět provedený pro substrát korundové
keramiky relativní permitivitě 9,8. (5.2), (5.
5.1)
kde K(k) úplný eliptický integrál K'(k) jeho doplňkový eliptický integrál.3), (5.1 Charakteristická impedance koplanárního vlnovodu
Obecnou charakteristickou impedanci CPW lze vypočítat vztahu [17]:
<= =
O=∗
> ?@
∗
PQ( )
P( )
, (5. Pro CPW tedy není nutnost použít obou stran pokovený
dielektrický substrát, avšak takovéto uspořádání vrstev lze bez problému využívat. Pod konkrétním pojmem koplanární vlnovod chápán vlnovod
složený středního pásku, zajišťujícího vlastní přenos vln okolních ploch, představujících
nulový zemní potenciál. Lze například zvolit šířku štěrbin nim dopočítat patřičný
rozměr středního pásku, nebo postup opakovat, tentokráte zvolenou hodnotou šířky pásku.6), (5.5)
Pro moduly eliptických integrálů platí výše zmíněné rovnice (5
