Upload
others
View
23
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2C/1L, DCMR (CDM) Minim 7 prezente (curs+laborator) Curs - sl. Radu Damian Vineri 11-13, P7 E – 50% din nota probleme + (? 1 subiect teorie) + (2p prez. curs) + (3 teste)
+ (bonus activitate)▪ 3p=+0.5p
toate materialele permise Laborator – sl. Radu Damian Luni 18-20 II.12 Joi 8-14 impar II.13 ? II.12 (email) L – 25% din nota P – 25% din nota
RF-OPTO
http://rf-opto.etti.tuiasi.ro
Fotografie
de trimis prin email: [email protected]
necesara la laborator/curs
unitate de masura standard – radiani unitate de masura traditionala in microunde –
grade format zecimal (55.89°)
rad 180
180
rad
0,2
,2
0,0,arctan
0,0,arctan
0,arctan
arg
anedefinit
baa
b
baa
b
aa
b
z
Atentie la reprezentarea unghiurilor!!
programele matematice – lucreaza standard in radiani
▪ e necesara o conversie inainte si una dupa aplicarea uneifunctii trigonometrice
calculatoarele (stiintifice) au posibilitatea (de obicei) de a stabili unitatea de masura pentru unghiuri
▪ e necesara verificarea unitatii de masura curente
rad 180
180
rad
0 dBm = 1 mW
3 dBm = 2 mW5 dBm = 3 mW10 dBm = 10 mW20 dBm = 100 mW
-3 dBm = 0.5 mW-10 dBm = 100 W-30 dBm = 1 W-60 dBm = 1 nW
0 dB = 1
+ 0.1 dB = 1.023 (+2.3%)+ 3 dB = 2+ 5 dB = 3+ 10 dB = 10
-3 dB = 0.5-10 dB = 0.1-20 dB = 0.01-30 dB = 0.001
dB = 10 • log10 (P2 / P1) dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)
[dBm] + [dB] = [dBm]
[dBm/Hz] + [dB] = [dBm/Hz]
[x] + [dB] = [x]
Ecuatii constitutivet
BE
Jt
DH
D
0 B
tJ
ED
HB
EJ
• In vid
mH7
0 104
mF12
0 10854,8
smc 8
00
0 1099790,21
Daca un mediu este metal ideal toate campurile se anuleaza in interior
2 , 2
2 , 2
n S0
S
h
C
l n S
h
1 , 1 1 , 1
a) b)
021 EEn
SJHHn 21
SDDn 21
021 BBn
cazuri particulare in care exista rezolvare analitica
semnale cu variaţie armonică în timp, transformataFourier, spectru
Xjt
XeXX tj
0
dtetfg tj
degtf tj
022 EE
022 HH
j 22
γ – Constanta de propagare
Mediu lipsit de sarcini electrice
Ecuaţiile Helmoltz sau ecuaţiile de propagare
Camp electric dupa directia Oy, propagare dupa directia Oz prin alegerea axelor
zz
y eEeEE
jj2
Exista numai unda progresiva E+=> A
zj
y eAE
Camp armonic
ztjz
y eeAE
Amplitudine
Atenuare
Propagare(variatie in timp si spatiu)
Propagare
Polarizare circulara
HjE
Mediu fara pierderi, σ = 0
y
x
EjH
j
x
y
H
EImpedanta intrinseca a mediului
ztjz
y eeAE punctele de faza constanta: const zt
Viteza de faza
1
dt
dzv
Viteza de grup
d
d
dt
dzvg in medii dispersive unde β = β(ω)
In vid
Indice de refractie al mediului
3770
00
smc 8
00
0 1099790,21
0cvv g
rr
cc
0
000
11
rn
Periodicitate in spatiu
f
c00
2
fT
12
Periodicitate in timp
f
c
2
fT
12
rr f
c
00
n
cc 0
In mediu nedispersiv εr
Lungimea electrica a unui circuit l – lungimea fizica
E = β·l – lungimea electrica
Dependenta castigul antenei
imaginea unui obiect pe radar
lllE 2
2
rflc
lE
0
2
V, I variabile~ inutile
Comportarea(descrierea) unuicircuit depinde de lungimea saelectrica la frecventele de interes E≈0 Kirchhoff
E>0 propagare
lllE 2
2
unda
incidenta
reflectata
unda
directa
inversa
Camp electric dupa directia Oy, propagare dupa directia Oz
zzy eEeEE
jj2
ztjzy eeEE
ztjzy eeEE
const zt
const zt
punctelede fazaconstanta:
unda
incidenta
reflectata
unda
directa
inversa
ztjzztjzy eeEeeEE
ztjzztjzz eeHeeHH
ztjzztjz eeVeeVzV
ztjzztjz eeIeeIzI
ztjztj eVeVzV
Câmpuri electromagnetice cu variaţie armonică în timp
simplificarea ecuatiilor lui Maxwell
In medii delimitate solutiile ecuatiilor luiMaxwell trebuie sa verifice conditiile la limita
solutiile trebuie sa respecte anumite conditiisuplimentare
Xjt
XeXX tj
0
dtetfg tj
degtf tj
Campul electric trebuie sa fie perpendicular pe un peretemetalic sau nul
Campul magnetic trebuie safie tangent la un peretemetalic sau nul
2 , 2
2 , 2
n S0
S
h
C
l n S
h
1 , 1 1 , 1
a) b)
cazuri particulare in care exista rezolvare analitica
semnale cu variaţie armonică în timp, transformataFourier, spectru
Xjt
XeXX tj
0
dtetfg tj
degtf tj
cazuri particulare in care exista rezolvare analitica
unda
▪ incidenta
▪ reflectata
unda
▪ directa
▪ inversa
zz
IN eEeEE
11
ztjzztjzy eeEeeEE
zz
OUT eEeEE
22
INE
zeE
1
zeE
1
zeE
2
zeE
2
OUTE
cazuri particulare in care exista rezolvare analitica
moduri in medii delimitate
1
ii ModAE ii ModEA ,
INEOUTE
N
iiOUT ModBE1
1A
NA
1B
NB
iINi ModEA ,
Adaptare putere maxima transmisa sarcinii
conditie?
2
2
2
2
LiLi
iL
Li
iLL
XXjRR
ER
ZZ
ERP
22 babja
22
2
LiLi
iLL
XXRR
ERP
Pa : Puterea disponibila (available)
L
Li
L
Lii
iL
R
XX
R
RRR
EP
22
2
4
0,0 Li RR
a
i
iL P
R
EP
4
2
max iLiL XXRR ,
*iL ZZ
Ei
Zi
ZL
0
*00
0
*0 1
ZZ
ZZ
ZZ
ZZ
ii
ii
ΓLΓi
0
*00
0
*0 1
ZZ
ZZ
ZZ
ZZ
LL
LL
*0
0*0
*0
*
0*0* 11
ZZ
ZZ
ZZ
ZZ
Li
i
Generatorul are posibilitatea de a oferi o anumita puteremaxima de semnal Pa
Pentru o sarcina oarecare, acesteia i se ofera o putere de semnal mai mica PL < Pa
Se intampla “ca si cum” (model) o parte din putere se reflectaPr = Pa – PL
Puterea este o marime scalara!
Ei
ZiPa
aL
iL
PP
ZZ
*
Ei
Zi ZL
PL
Ei
Zi
ZL
Pa PL
Pr
+
Ei
Zi
ZLPa
PL
Pr
i
ia
R
EP
4
2
22
2
LiLi
iLL
XXRR
ERP
22
2
22
224
144
LiLi
iL
i
i
LiLi
iL
i
iLar
XXRR
RR
R
E
XXRR
ER
R
EPPP
coeficient de reflexie in putere
2
22
222
4
a
LiLi
LiLi
i
ir P
XXRR
XXRR
R
EP
impedanta la intrarealiniei
ΓL
Z0 ZL
-l0
lI
lVZin
lj
lj
ine
eZZ
2
2
01
1
ljlj eVeVlV 00
ljlj eZ
Ve
Z
VlI
0
0
0
0
Zin
lj
Llj
L
ljL
ljL
ineZZeZZ
eZZeZZZZ
00
000
lZjZ
lZjZZZ
L
Lin
tan
tan
0
00
Feed line – linie de intrare cu impedantacaracteristica Z0
Sarcina cu impedanta RL
Dorim adaptarea sarcinei la fider cu o linie de lungime λ/4 si impedanta caracteristica Z1
)tan(
)tan(
1
11
ljRZ
ljZRZZ
L
Lin
lj
lj
ine
eZZ
2
2
11
1
1
1
0
0
ZR
ZR
V
V
L
LO
Pe fider (Z0) avem doar unda progresiva Pe linia in sfert de lungime de unda (Z1) avem
unda stationara
24
2
l
0
0
ZZ
ZZ
in
inin
L
inR
ZZ
2
1
0in LRZZ 01 L
Lin
RZZ
RZZ
0
2
1
0
2
1
lZjZ
lZjZZZ
L
Lin
tan
tan
0
00
Pentru linii non TEM constanta de propagare nu depindeliniar de frecventa, dar in practica influenta este minora in banda ingusta
Sunt neglijate reactantele introduse de discontinuitati (Z0-> Z1). Compensarea se face printr-o mica modificare a lungimii liniei
Banda depinde de dezadaptarea initiala
cu cat dezadaptarea este mai mica cu atat banda se obtine mai larga
Transformatorul in sfert de lungime de undapermite adaptarea oricarei impedante realecu orice impedanta a fiderului (liniei).
Daca banda necesara este mai mare decatcea oferita de transformatorul in sfert de lungime de unda se folosesc transformatoaremultisectiune
caracteristica binomiala
tip Cebîşev
Presupunem ca toate impedantelecresc sau descresc uniform
Toti coeficientii de reflexie vor fireali si de acelasi semn
Anterior
01
011
ZZ
ZZ
nn
nnn
ZZ
ZZ
1
1
NL
NLN
ZZ
ZZ
1,1 Nn
je 231
jNN
jj eee 242
210
Laboratorul de microunde si optoelectronica http://rf-opto.etti.tuiasi.ro [email protected]