Курсовая работа (т): Проектирование и расчет симметричного Y-циркулятора

. Линия №1. (W₁=0,902 мм).

. Рассчитаем параметр А по формуле (8):

. Вычислим длину волну, соответствующую центральной частоте F:

,

где с - скорость света в вакууме с=3∙10⁸ м/c. Тогда длина волны будет равна:

Найдем коэффициент В по формуле (7):

. Найдем статическое значение эффективной диэлектрической проницаемости по формуле(6):

. Подставим полученные во 2 и 3 пунктах значения в формулу (5) и определим частотно-зависимое значение эффективной диэлектрической проницаемости:

. Расчет относительной магнитной проницаемости:
 а) Относительная намагниченность насыщения:

,

где γ=35,18 МГц/(кА/м) - гиромагнитное отношение для электрона:

б) Относительное внутреннее поле подмагничивания:

Теперь непосредственно магнитную проницаемость по формуле (9):

. Эффективная магнитная проницаемость размагниченной ферритовой подложки находится по формуле (10):

. Рассчитаем характеристическое сопротивление микрополосковой линии на ферритовой подложке Z_c по формуле (11). Для начала рассчитаем сопротивление Z₀:

Найдем характеристическое сопротивление Z_c:

. Рассчитаем эффективную ширину линии W_э. Для этого сначала определим эффективную ширину линии сопротивлением Z_c, определенную в статике по формуле обратной (11):

Найдем эффективную ширину линии:

Таким образом, были рассчитаны все необходимые параметры линии №1. Полученное характеристическое сопротивление Z_c=12,233 Ом удовлетворяет требованиям. Перейдем к расчету следующей линии. На рисунке 4 изображен фрагмент первой линии циркулятора.

Рисунок 4. Фрагмент 1 линии циркулятора.

. Линия №2. W₂=1,333 мм.

. Рассчитаем параметр А по формуле (8):

. Вычислим длину волну, соответствующую центральной частоте F:

,

где с - скорость света в вакууме с=3∙10⁸ м/c. Тогда длина волны будет равна:

Найдем коэффициент В по формуле (7):

. Найдем статическое значение эффективной диэлектрической проницаемости по формуле(6):

. Подставим полученные во 2 и 3 пунктах значения в формулу (5) и определим частотно-зависимое значение эффективной диэлектрической проницаемости:

. Расчет относительной магнитной проницаемости:
 а) Относительная намагниченность насыщения:

,

где γ=35,18 МГц/(кА/м) - гиромагнитное отношение для электрона:

б) Относительное внутреннее поле подмагничивания:

Теперь непосредственно магнитную проницаемость по формуле (9):

. Эффективная магнитная проницаемость размагниченной ферритовой подложки находится по формуле (10):

циркулятор ферромагнитный подложка

7. Рассчитаем характеристическое сопротивление микрополосковой линии на ферритовой подложке Z_c по формуле (11). Для начала рассчитаем сопротивление Z₀:

Найдем характеристическое сопротивление Z_c:

. Рассчитаем эффективную ширину линии W_э. Для этого сначала определим эффективную ширину линии сопротивлением Z_c, определенную в статике по формуле обратной (11):

Найдем эффективную ширину линии:

Таким образом, были рассчитаны все необходимые параметры линии №2. Полученное характеристическое сопротивление Z_c=9,821 Ом удовлетворяет требованиям. Перейдем к расчету последней линии. На рисунке 5 изображен фрагмент 2 линии циркулятора.

Рисунок 5. Фрагмент 2 линии циркулятора.

. Линия №3. W₃=1,742 мм.

. Вычислим длину волну, соответствующую центральной частоте F:

,

где с - скорость света в вакууме с=3∙10⁸ м/c. Тогда длина волны будет равна:

Найдем коэффициент В по формуле (7):

. Найдем статическое значение эффективной диэлектрической проницаемости по формуле(6):

4. Подставим полученные во 2 и 3 пунктах значения в формулу (5) и определим частотно-зависимое значение эффективной диэлектрической проницаемости:

. Расчет относительной магнитной проницаемости:
 а) Относительная намагниченность насыщения:

,

где γ=35,18 МГц/(кА/м) - гиромагнитное отношение для электрона:

б) Относительное внутреннее поле подмагничивания:

Теперь непосредственно магнитную проницаемость по формуле (9):

. Эффективная магнитная проницаемость размагниченной ферритовой подложки находится по формуле (10):

. Рассчитаем характеристическое сопротивление микрополосковой линии на ферритовой подложке Z_c по формуле (11). Для начала рассчитаем сопротивление Z₀:

Найдем характеристическое сопротивление Z_c:

. Рассчитаем эффективную ширину линии W_э. Для этого сначала определим эффективную ширину линии сопротивлением Z_c, определенную в статике по формуле обратной (11):

Найдем эффективную ширину линии:

Таким образом, были рассчитаны все необходимые параметры линии №3. Полученное характеристическое сопротивление Z_c=8,585 Ом удовлетворяет требованиям. На рисунке 6 изображен фрагмент 3 линии циркулятора.

Рисунок 6. Фрагмент 3 линии циркулятора.

Вывод

В диапазоне СВЧ можно разместить значительно большее число каналов связи, чем на более низких частотах. Например, легко увидеть, что даже узкая полоса частот в 1% при средней частоте 11 Ггц (λ=2,7см) позволяет в принципе разместить столько же независимых каналов, сколько их имеется во всём диапазоне от сверхдлинных до ультракоротких волн длиною 3м. Большая информационная ёмкость СВЧ диапазона позволяет осуществлять многоканальную телефонную и телевизионную связь, в особенности на сантиметровых, миллиметровых и, возможно, на субмиллиметровых волнах.

Список использованных источников

. Абрамов В.П., Дмитриев В.А., Шелухин С.Д. Невзаимные устройства на ферритовых резонаторах. М.: Радио и связь. 1989. 200с.

. Димитрюк А.А., Краснов Е.С. Матрица рассеяния трехплечного микрополоскового циркулятора. Деп. в ВИНИТИ. №2059 - 82. 26с.

. Димитрюк А.А., Краснов Е.С. Анализ микрополоскового циркулятора несимметричного типа.// Вопр. радиоэлектроники. Сер.ТПО. 1983. №3.с.22 - 28.