МИЭТ, 2008

Введение

Одним из важнейших направлений современной электроники является разработка СВЧ-приборов и устройств на их основе.

Сложность современных систем диапазона СВЧ требует использования компьютерных программ, позволяющих рассчитать и проанализировать СВЧ-устройства, входящие в системы связи. К таким программам относится и пакет программ Microwave Office (MWO) с достаточно обширными возможностями.

Microwave Office позволяет на обычном персональном компьютере выполнять анализ линейных и нелинейных, пассивных и активных схем, моделировать многослойные ЕМ-структуры, проектировать топологии планарных СВЧ-устройств, синтезировать фильтры на сосредоточенных элементах и микрополосковых линиях. Привлекательность программы заключается также в том, что пользователи имеют возможность настраивать и оптимизировать параметры схем в режиме реального времени. Простым щелчком мыши можно изменить, например, длину шлейфа, а затем наблюдать изменение характеристик схемы на диаграмме Смита или прямоугольных графиках.

Перечисленные свойства пакета программ позволяют заменить исследование и настройку реального устройства СВЧ его компьютерным моделированием.

Представленные в практикуме лабораторные работы имеют две направленности:

1) знакомство с устройством СВЧ и его характеристиками;

2) изучение пакета программ MWO посредством моделирования конкретных устройств СВЧ.

Практикум содержит описание четырех лабораторных работ.

Лабораторная работа № 1 посвящена исследованию характеристик микрополоскового фильтра. Данная работа позволяет студентам ознакомиться с полосно-пропускающим фильтром в микрополосковом исполнении, освоить интерфейс программы MWO и с помощью этой программы произвести настройку фильтра и оценить влияние топологии на характеристики фильтра.

В лабораторной работе № 2 рассмотрены важнейшие характеристики малошумящего усилителя: коэффициент устойчивости, коэффициент шума и коэффициент усиления. Студенты знакомятся с моделью транзистора в виде S -параметров, осваивают линейный анализ СВЧ-схем, настраивают МШУ на заданные характеристики.

Лабораторная работа № 3 посвящена усилителю мощности. Данная работа позволяет студентам получить представление о модели транзистора в виде эквивалентной схемы, освоить нелинейный анализ транзисторного усилителя мощности, а также исследовать его амплитудные и другие характеристики и провести его настройку на максимум мощности при заданном уровне входной мощности.

В лабораторной работе № 4 рассмотрены характеристики петлевого фазовращателя с использованием pin -диода. Студенты знакомятся с эквивалентной схемой управляющего (резистивного) СВЧ-диода и с особенностями моделирования фазовращателя в программе MWO, а также изучают его характеристики.

Цель работы:освоить интерфейс программы Microwave Office; изучить характеристики и освоить процедуру настройки микрополоскового полосно-пропускающего фильтра (ППФ).