Исследование и разработка направленного ответвителя с улучшенными характеристиками

Цель работы и задачи
Цель работы состоит в исследовании и разработке направленного ответвителя с улучшенными характеристиками.
Задачи:
1). Исследовать методы по улучшению направленных ответвителей.
2).Спроектировать и промоделировать направленный ответвитель в распределенном электрическом и геометрическом базисе.
3).Спроектировать топологию направленного ответвителя с улучшенными характеристиками в микрополосковом исполнении.

Аналитические выражения для расчета НО
Формулы для расчета волновых сопротивлений трехсекционного НО.

Метод компенсирующих индуктивностей
Рисунок 1 – Структурная схема компенсирующих индуктивностей для трехсекционного направленного ответвителя

Аналитические выражения для расчета компенсирующих индуктивностей
Формулы для расчета индуктивностей и электрических длин боковых секций трехсекционного НО.

Аналитические выражения для расчета компенсирующих индуктивностей
Формулы для расчета индуктивности и электрической длины центральной секции трехсекционного НО.

НО в распределенном электрическом базисе
Рисунок 2 – Структурная схема НО в распределенном электрическом базисе

НО в распределенном электрическом базисе
Рисунок 3 – Характеристика КСВН по входу НО в распределенном электрическом базисе: с компенсирующими индуктивностями ( ), без компенсации (---)

НО в электрическом базисе
Рисунок 4 - S – параметры НО в распределенном электрическом базисе: с компенсирующими индуктивностями ( ), без компенсации (---)

НО в распределенном геометрическом базисе
Рисунок 5 – Структурная схема НО в геометрическом распределенном базисе

НО в распределенном геометрическом базисе
Рисунок 6 – Характеристика КСВН по входу НО в распределенном геометрическом базисе: с компенсирующими индуктивностями ( ), без компенсации (---)

НО в распределенном геометрическом базисе
Рисунок 7 - S – параметры НО в распределенном геометрическом базисе: с компенсирующими индуктивностями ( ), без компенсации (---)

Cравнение топологий
Рисунок 8 – Топология НО: 1). без улучшения характеристик,
2). с улучшенными характеристиками.

Заключение
В результате работы был исследован метод улучшения рабочих характеристик направленных ответвителей на отрезках связанных линий передач.
Приведены необходимые расчеты для реализации направленного ответвителя с улучшенными параметрами в микрополосковом исполнении.
Проведено моделирование с помощью ПО (Microwave office), трехсекционного направленного ответвителя с компенсирующими индуктивностями в распределенном электрическом и распределённом геометрическом базисе.
Используя метод компенсирующих индуктивностей удалось добиться коэффициента изоляции, не хуже -20 дБ, при сохранении КСВН не хуже 1.5 во всей полосе пропускания и коэффициента связи в 10 дБ, с некоторым увеличением в нижней части полосы пропускания . Также уменьшились геометрические размеры трехсекционного направленного ответвителя, что влечет за собой экономические выгоды в финансовом и производственном плане.