Seminární práce na RAK - Mikrovlnné obvody

Komu by snad řada SMC nestačila, nalezne v katalogu Farnell 2000-01 také její "bratry" v řadách SMA s větším frekvenčním rozsahem (až 18 GHz) nebo SMB bez zajišťovacích matic a pro kmitočty do 4GHz.Všechny tyto konektory v nabídce Farnellu pochází od firmy M/A-COM, která má více než 50-ti leté zkušenosti v oblasti mikrovlných a rádiových technologií. Díky tomu je v profesionálních kruzích považována za světovou jedničku mezi výrobci a vývojáři mikrovlnných zařízení, komponentů a podsystémů. V nabídce této firmy lze proto nalézt vedle konektorů a kabelů i aktivní a pasivní součástky, filtry nebo například i systémy GPS.Konektory SMC jsou sice poněkud dražší než například typová řada BNC a ceny se pohybují od cca 100Kč za kus, ale rozhodně představují zajímavou alternativu v zařízeních s malým prostorem a nezbytnou nutnost pro mikrovlnné obvody. Ceny navíc rychle klesají při větších počtech kusů.

Pasivní obvody pro mikrovlnou techniku:

Vilkinsonův dělič výkonu

Slouží k dělení výkonu na dvě stejné části, nebo ke sloučení výkonu vytvořeného dvěma zdroji do společné zátěže. Při napájení do brány 1 mají obě vlny vystupující branami 2 a 3 stejnou fázi.

Nekompenzovaný Wilkinsonův dělič

Wilkinsonův dělič výkonu je tvořen dvěma čtvrt vlny dlouhými úseky vedení o charakteristické impedanci rovné 1,41*Z0, kde Z0 je impedance zdrojů a zátěže. Tyto dva úseky vedení rozbočují energii přiváděnou přívodním vedením na bránu 1. Výstupní brány 2 a 3 dostávají shodne poloviny energie.Izolaci mezi branami 2 a 3 zlepšuje odpor o hodnotě 2*Z0. Pro signál vstupující branou 1 se odpor neuplatní (oba jeho konce sou na stejném potenciálu). Signál vstupující branou 2 se do brány 3 dostává dvěma cestami: přímo přes odpor R a přes oba úseky vedení, zapojené do kaskády. Tyto dva signály jsou na bráně 3 v protifázi a vzájemné se ruší.Správná funkce je podmíněna dodržením délky vedení rovné čtvrtině délky vlny, a tím, že odpor R má mít zanedbatelné parazitní vlastnosti (tedy musí být také zanedbatelně dlouhý vůči vlnové délce).

Kompenzovaný Wilkinsonův dělič:

Pásmo frekvencí, ve kterém má Wilkinsonův dělič uspokojivé vlastnosti, lze rozšířit přidáním dalšího vedení, které zlepšuje impedanční přizpůsobení vstupní brány.Bývá to opět čtvrtvlnný úsek vedení o impedanci 0,84*Z0. Ramena vedoucí k branám 2 a 3 pak mají impedanci 1,18*Z0. Pokud provedeme řez spojem všech tří vedení, pak směrem k bráně jedna "uvidíme" vstupní impedanci Z0 transformovanou na hodnotu 1/1,41 Z0. Zprava pak vidíme paralelní spojení dvou impedancí 1,41*Z0, tedy rovněž 1/1,41 Z0. Tak je obvod ve stavu impedančního přizpůsobení.Proč je tento obvod širokopásmový? Zatímco u nekompenzovaného Wilkinsonova děliče dochází k transformaci impedancí v poměru 1:2, transformace impedance prostřednictvím čtvrtvlnných úseků je mezi impedancemi v poměru 1:1,41. Krom toho je možno nastavením odlišných délek úseku vedení u brány 1 a bran 2 a 3 pásmo dále rozšířit.