LABORATORIUM ZAKŁADU MIKROFAL
Grupa: E8G1S1
Agnieszka Kula
Sprawozdanie
Temat: BADANIE PARAMETRÓW SPRZĘGACZY KIERUNKOWYCH

1. Układ pomiarowy

2. Spis przyrządów

Lp.	Przyrząd	Typ	Producent
1	Woltomierz	207	Appa
2	Woltomierz	207	Appa
3	Generator	8648B	Agilent
4	Sprzęgacz pomiarowy	300310	Narda Microwave
5	Sprzęgacz badany	------	------

3. Tabele wyników

Kalibracja:

	kalibracja
F [MHz]	ud1[mV]	p we [µW]	ud2[mv]	p pad [µW]
800	29,70	33,00	18,70	20,78
900	29,00	32,22	27,90	31,00
1000	28,00	31,11	36,80	40,89
1100	28,50	31,67	35,70	39,67
1200	27,80	30,89	34,20	38,00
1300	27,90	31,00	32,10	35,67
1400	28,00	31,11	38,50	42,78
1500	26,20	29,11	39,80	44,22
1600	26,25	29,17	54,10	60,11
1700	24,50	27,22	60,24	66,93
1800	24,00	26,67	60,40	67,11
1900	23,20	25,78	50,60	56,22
2000	23,00	25,56	42,50	47,22
2100	22,70	25,22	41,50	46,11
2200	22,70	25,22	42,60	47,33

Wyniki pomiaru charakterystyk amplitudowych sprzęgacza zbliżeniowego.

Typ sprzęgacza:	Zbliżeniowy
f [MHz]	Ud1 [mV]
800	26,40
900	25,70
1000	25,20
1100	25,40
1200	24,20
1300	23,40
1400	23,30
1500	21,70
1600	21,40
1700	19,60
1800	18,80
1900	18,40
2000	19,00
2100	19,10
2200	18,90

	Pomiar |S31|	Pomiar |S41|
f [MHz]	Ud1(3) [mV]	Pwy(3) [µW]
800	0,90	1,00
900	1,10	1,22
1000	1,40	1,56
1100	1,66	1,84
1200	1,67	1,86
1300	1,64	1,82
1400	1,80	2,00
1500	1,93	2,14
1600	2,01	2,23
1700	1,96	2,18
1800	1,90	2,11
1900	1,46	1,62
2000	0,98	1,09
2100	0,72	0,80
2200	0,56	0,62

Wyniki pomiaru charakterystyk amplitudowych sprzęgacza Lange`a.

Typ sprzęgacza:	Lange`a
f [MHz]	Ud1 [mV]
800	14,60
900	13,70
1000	12,30
1100	11,90
1200	11,70
1300	12,60
1400	9,85
1500	4,60
1600	3,05
1700	2,70
1800	2,65
1900	2,03
2000	1,56
2100	1,55
2200	1,30

	Pomiar |S31|	Pomiar |S41|
f [MHz]	Ud1(3) [mV]	Pwy(3) [µW]
800	16,10	17,89
900	15,40	17,11
1000	14,10	15,67
1100	13,30	14,78
1200	11,00	12,22
1300	8,20	9,11
1400	3,96	4,40
1500	2,60	2,89
1600	5,75	6,39
1700	8,32	9,24
1800	8,15	9,06
1900	6,04	6,71
2000	4,30	4,78
2100	3,13	3,48
2200	2,90	3,22

Wyniki pomiaru charakterystyk amplitudowych sprzęgacza dwugałęziowego.

Typ sprzęgacza:	dwugałęziowy
f [MHz]	Ud1 [mV]
800	2,20
900	7,60
1000	13,00
1100	14,00
1200	14,00
1300	14,50
1400	13,80
1500	12,80
1600	13,90
1700	12,80
1800	11,70
1900	11,90
2000	13,40
2100	11,60
2200	6,90

	Pomiar |S31|	Pomiar |S41|
f [MHz]	Ud1(3) [mV]	Pwy(3) [µW]
800	5,90	6,56
900	3,60	4,00
1000	2,70	3,00
1100	5,60	6,22
1200	8,90	9,89
1300	12,10	13,44
1400	13,10	14,56
1500	12,60	14,00
1600	13,30	14,78
1700	11,60	12,89
1800	9,50	10,56
1900	8,00	8,89
2000	6,70	7,44
2100	3,20	3,56
2200	0,85	0,94

Wyniki pomiaru charakterystyk amplitudowych sprzęgacza pierścieniowego o obwodzie 3/2 lambda, gdy pobudzone są wrota 1.

f [MHz]	Ud1 [mV]	Pwy [µW]	Ud2 [mV]	Podb_2 [µW]	|Г1|[v/v]	|Г1|[db]	WFS1 [v/v]	|S21|[v/v]	|S21|[ db]
800	2,20	2,44	7,30	8,11	0,62	-4,09	4,33	0,27	-11,30
900	7,60	8,44	12,10	13,44	0,66	-3,63	4,86	0,51	-5,82
1000	13,00	14,44	9,60	10,67	0,51	-5,84	3,09	0,68	-3,33
1100	14,00	15,56	5,30	5,89	0,39	-8,28	2,25	0,70	-3,09
1200	14,00	15,56	2,60	2,89	0,28	-11,19	1,76	0,71	-2,98
1300	14,50	16,11	1,10	1,22	0,19	-14,65	1,45	0,72	-2,84
1400	13,80	15,33	0,60	0,67	0,12	-18,07	1,29	0,70	-3,07
1500	12,80	14,22	0,80	0,89	0,14	-16,97	1,33	0,70	-3,11
1600	13,90	15,44	0,92	1,02	0,13	-17,69	1,30	0,73	-2,76
1700	12,80	14,22	0,51	0,57	0,09	-20,72	1,20	0,72	-2,82
1800	11,70	13,00	0,47	0,52	0,09	-21,09	1,19	0,70	-3,12
1900	11,90	13,22	2,23	2,48	0,21	-13,56	1,53	0,72	-2,90
2000	13,40	14,89	7,40	8,22	0,42	-7,59	2,43	0,76	-2,35
2100	11,60	12,89	13,70	15,22	0,57	-4,81	3,70	0,71	-2,92
2200	6,90	7,67	18,80	20,89	0,66	-3,55	4,96	0,55	-5,17

	Pomiar |S31|	Pomiar |S41|
f [MHz]	Ud1(3) [mV]	Pwy(3) [µW]
800	5,90	6,56
900	3,60	4,00
1000	2,70	3,00
1100	5,60	6,22
1200	8,90	9,89
1300	12,10	13,44
1400	13,10	14,56
1500	12,60	14,00
1600	13,30	14,78
1700	11,60	12,89
1800	9,50	10,56
1900	8,00	8,89
2000	6,70	7,44
2100	3,20	3,56
2200	0,85	0,94

Wyniki pomiaru charakterystyk amplitudowych sprzęgacza pierścieniowego o obwodzie 3/2 lambda, gdy pobudzone są wrota 3.

f [MHz]	Ud1 [mV]	Pwy [µW]	Ud2 [mV]	Podb_2 [µW]	|Г1|[v/v]	|Г1|[db]	WFS1 [v/v]	|S13|[v/v]	|S13|[ db]
800,00	5,80	6,44	0,10	0,11	0,02	-32,26	1,05	0,44	-7,09
900,00	2,60	2,89	0,60	0,67	0,12	-18,44	1,27	0,30	-10,47
1000,00	2,60	2,89	1,70	1,89	0,30	-10,59	1,84	0,30	-10,32
1100,00	6,50	7,22	2,00	2,22	0,35	-9,05	2,09	0,48	-6,42
1200,00	9,30	10,33	1,10	1,22	0,20	-14,05	1,49	0,58	-4,76
1300,00	11,50	12,78	0,30	0,33	0,06	-25,07	1,12	0,64	-3,85
1400,00	12,80	14,22	0,20	0,22	0,03	-29,38	1,07	0,68	-3,40
1500,00	12,50	13,89	0,70	0,78	0,12	-18,64	1,26	0,69	-3,21
1600,00	13,20	14,67	1,20	1,33	0,17	-15,29	1,42	0,71	-2,99
1700,00	11,80	13,11	0,75	0,83	0,10	-19,84	1,23	0,69	-3,17
1800,00	9,80	10,89	0,06	0,07	0,01	-41,79	1,02	0,64	-3,89
1900,00	7,90	8,78	0,60	0,67	0,09	-21,02	1,20	0,58	-4,68
2000,00	5,80	6,44	3,30	3,67	0,53	-5,46	3,29	0,50	-5,98
2100,00	2,70	3,00	5,80	6,44	0,95	-0,45	38,24	0,34	-9,25
2200,00	0,88	0,98	6,10	6,78	0,99	-0,13	133,71	0,20	-14,12

	Pomiar |S31|	Pomiar |S41|
f [MHz]	Ud1(2) [mV]	Pwy(2) [µW]
800,00	10,00	11,11
900,00	8,20	9,11
1000,00	5,50	6,11
1100,00	2,60	2,89
1200,00	1,30	1,44
1300,00	0,70	0,78
1400,00	0,50	0,56
1500,00	0,20	0,22
1600,00	0,05	0,06
1700,00	0,02	0,02
1800,00	0,17	0,19
1900,00	0,50	0,56
2000,00	1,20	1,33
2100,00	2,50	2,78
2200,00	4,40	4,89

Przykład obliczeń

Przykład obliczeń dla kalibracji

-moc sygnał u dobiegającego do wrót wejściowych badanych sprzęgaczy,

$$P_{\text{we}}\left( f \right) = \frac{U_{d1}\left( f \right)}{\lambda} = \frac{29,7}{0,9} = 33\ \left\lbrack uW \right\rbrack$$

$$\lbrack uW\rbrack = \frac{\lbrack\text{mV}\rbrack}{\lbrack\frac{\text{mV}}{uW}\rbrack}$$

-moc sygnału dobiegającego do wrót wejściowych badanych sprzęgaczy, ale zmierzona poprzez wrota sprzężone sprzęgacza pomiarowego,

$$P_{\text{pad}\_ 2}\left( f \right) = \frac{U_{d2}\left( f \right)}{\lambda} = \frac{18,7}{0,9} = 20,78\ \left\lbrack uW \right\rbrack$$

$$\lbrack uW\rbrack = \frac{\lbrack\text{mV}\rbrack}{\lbrack\frac{\text{mV}}{uW}\rbrack}$$

Przykład obliczeń dla sprzęgacza zbliżeniowego .

- moc sygnału we wrotach wyjściowych badanego sprzęgacza

$$P_{\text{wy}}\left( f \right) = \frac{U_{d1}\left( f \right)}{\lambda} = \frac{26,4}{0,9} = 29,33\left\lbrack uW \right\rbrack$$

$$\lbrack uW\rbrack = \frac{\lbrack\text{mV}\rbrack}{\lbrack\frac{\text{mV}}{uW}\rbrack}$$

-moc sygnału dobiegającego do wrót wejściowych badanego sprzęgacza, ale zmierzona poprzez wrota sprzężone sprzęgacza pomiarowego

$$P_{\text{odb}\_ 2}\left( f \right) = \frac{U_{d2}\left( f \right)}{\lambda} = \frac{0,075}{0,9} = 0,08\ \left\lbrack uW \right\rbrack$$

$$\lbrack uW\rbrack = \frac{\lbrack\text{mV}\rbrack}{\lbrack\frac{\text{mV}}{uW}\rbrack}$$

-moduł współczynnika odbicia wrót wejściowych badanego sprzęgacza wyrażony w skali liniowej [V/V],

$$\left| G_{1} \right|\left( f \right) = \sqrt{\frac{P_{\text{odb}\_ 2}\left( f \right)}{P_{\text{pad}\_ 2}\left( f \right)}} = \sqrt{\frac{0,08}{20,78}} = 0,06\lbrack\frac{V}{V}\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{V}{V} \right\rbrack = \frac{\lbrack V\rbrack}{\lbrack V\rbrack}$$

-moduł współczynnika odbicia wrót wejściowych badanego sprzęgacza wyrażony w skali logarytmicznej [dB]

|G₁|(f)_[db] = 20log[|G₁|(f)] = 20log[0,06] = −23, 9[dB]

-współczynnik fali stojącej wrót 1

$\text{WFS}_{1} = \frac{1 + \left| G_{1} \right|\left( f \right)}{1 - \left| G_{1} \right|\left( f \right)} = \frac{1 + 0,06}{1 - 0,06} = 1,14\lbrack\frac{V}{V}\rbrack$

$$\left\lbrack \frac{V}{V} \right\rbrack = \frac{\lbrack V\rbrack}{\lbrack V\rbrack}$$

-moduł transmitancji od wrót 2 do wrót 1 badanego sprzęgacza wyrażony w skali liniowej [V/V]

$$\left| S_{21} \right|(f) = \sqrt{\frac{P_{\text{wy}}\left( f \right)}{P_{\text{we}}\left( f \right)}} = \sqrt{\frac{29,33}{33}} = 0,94\lbrack\frac{V}{V}\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{V}{V} \right\rbrack = \frac{\lbrack V\rbrack}{\lbrack V\rbrack}$$

-moduł transmitancji od wrót 2 do wrót 1 badanego sprzęgacza w skali logarytmicznej [dB]

|S₂₁|(f)_[db] = 20log[|S₂₁|(f)] = 20log[0,94] = −0, 51[dB]

-moduł transmitancji od wrót 3 do wrót 1 badanego sprzęgacza wyrażony w skali liniowej [V/V]

$$\left| S_{31} \right|\left( f \right) = \sqrt{\frac{P_{\text{wy}\left( 3 \right)}\left( f \right)}{P_{\text{we}}\left( f \right)}} = \sqrt{\frac{1}{33}} = 0,17\lbrack\frac{V}{V}\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{V}{V} \right\rbrack = \frac{\lbrack V\rbrack}{\lbrack V\rbrack}$$

-moduł transmitancji od wrót 3 do wrót 1 badanego sprzęgacza w skali logarytmicznej [dB]

|S₃₁|(f)_[db] = 20log[|S₃₁|(f)] = 20log[0,17] = −15, 19[db]

-moduł transmitancji od wrót 4 do wrót 1 badanego sprzęgacza wyrażony w skali liniowej [V/V]

$$\left| S_{41} \right|\left( f \right) = \sqrt{\frac{P_{\text{wy}\left( 4 \right)}\left( f \right)}{P_{\text{we}}\left( f \right)}} = \sqrt{\frac{0,0044}{33}} = 0,01\lbrack\frac{V}{V}\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{V}{V} \right\rbrack = \frac{\lbrack V\rbrack}{\lbrack V\rbrack}$$

-moduł transmitancji od wrót 4 do wrót 1 badanego sprzęgacza w skali logarytmicznej [dB]

|S₄₁|(f)_[db] = 20log[|S₄₁|(f)] = 20log[0,01] = −38, 71[dB]

gdzie:

Ud1 – napięcie na wyjściu detektora mikrofalowego D1,

Ud2 – napięcie na wyjściu detektora mikrofalowego D2,

Pwe – moc sygnału dobiegającego do wrót wejściowych badanego sprzęgacza (tabela 1),

Pwy – moc sygnału we wrotach wyjściowych badanego sprzęgacza,

Ppad_2 – moc sygnału dobiegającego do wrót wejściowych badanego sprzęgacza, ale zmierzona poprzez wrota sprzężone sprzęgacza pomiarowego (tabela 1),

Podb_2 – moc sygnału odbitego od wrót wejściowych badanego sprzęgacza, ale zmie-rzona poprzez wrota sprzężone sprzęgacza pomiarowego,

γ – czułość napięciowa detektora mikrofalowego (przyjąć: γ = 0.9mV/μW),

|Γj|- moduł współczynnika odbicia wrót wejściowych badanego sprzęgacza wyra-żony w skali liniowej [V/V],

|Γj[dB] |- moduł współczynnika odbicia wrót wejściowych badanego sprzęgacza wyrażony w skali logarytmicznej [dB],

WFSj – współczynnik fali stojącej wrót j,

|Sij|– moduł transmitancji od wrót j do wrót i badanego sprzęgacza wyrażony w skali liniowej [V/V],

|Sij[dB]|– moduł transmitancji od wrót j do wrót i badanego sprzęgacza w skali loga-rytmicznej [dB].