Analisis de microondas

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRONICA
TELECOMUICACIONES I
TALLER: ANALISIS DE MICROONDAS


Síntesis y análisis de circuitos de microondas:
Parte I
Descripción
En este apartado se diseñara una sección de acoplamiento en una resistencia de radiación de 136 Ω de una antena tipo Patch a un alimentador de 50 Ω de un transmisor deGPS. La frecuencia de trabajo para el sistema es de 1.575 GHz. Se debe comprobar que el diseño realmente adapta la diferencia d impedancias entre el transmisor y la antena. El circuito adaptador se implementara en tecnología microstrip usando un sustrato tipo FR4 que tiene las siguientes propiedades:
Grosor: 0.06 pulgadas (1.52 mm)
Er: 4.4
Tangente de pérdidas: 0.02
Grosor de la cubierta de cobre(en ambas caras): 17µm

Procedimiento:
1. Configurar un nuevo proyecto empleando el sustrato definido
2. Configurar un nuevo puerto de interfaz en modo microondas
3. La resistencia de radiación se puede implementar mediante el uso de un resistor simple ubicado en la sección de componentes concentrados (Lumped)
4. Para la sección de acoplamiento se debe usar el modelo de línea detransmisión microstrip de longitud física. El esquemático tiene el siguiente aspecto:


5. Calcular la impedancia característica que debe tener la sección de según las impedancias de los elementos que desean acoplar.
6. Usando la calculadora para microstrip, ingresar el valor obtenido y realizar la síntesis del sistema de forma que se obtenga los valores de W y P de la microcinta.
7. Cambiar losparámetros de impedancia y frecuencia en la calculadora y analizar su efecto en el diseño de la microcinta.
8. Establecer de nuevo los parámetros para el sistema en cuestión y realizar la simulación configurando un barrido de frecuencia de 0 a 5 GHz en pasos de 5 MHz.
9. ¿Qué tipo de variables de análisis se podrían usar para comprobar el correcto acoplamiento del sistema?
10. Mostrar los resultadospara las variables que considere necesarias a fin de mostrar que el sistema se acoplo correctamente.

Solución parte I:
5. Cálculo de :






6. Obtención de los valores de W y P:



7. Variando los parámetros de impedancia y frecuencia en el diseño de la microcinta encontramos que al disminuir dichos valores, los parámetros de W y P aumentaron. En la imagen a continuación, vemos elnuevo comportamiento de los parámetros W y P con

Ahora realizando una variación en los parámetros de impedancia y frecuencia, en este caso se aumentaron dichos valores; los parámetros de W y P disminuyeron, como se evidencia en la gráfica a continuación.

En esta parte del taller se hace necesario analizar como es el comportamiento de los parámetros W y P, cuando se aumenta en frecuencia yse disminuye en impedancia y viceversa, por medio de las siguientes imágenes se consigue realizar este análisis.

Imagen correspondiente al aumento en frecuencia y disminución en la impedancia.

Imagen correspondiente a la disminución en frecuencia y al aumento en la impedancia.
De acuerdo al análisis que se realizó por medio de las anteriores imágenes, se puede concluir que al disminuir laimpedancia y aumentar la frecuencia, se encuentran variaciones en las dimensiones del diseño para la microcinta; para este caso se aumenta W, es decir el ancho de la microcinta y disminuye su longitud P.
En el caso contrario donde se aumenta la impedancia y se disminuye en la frecuencia, el ancho de la microcinta se reduce mientras que su longitud aumenta.

8. Simulación para un barrido defrecuencia de 0 a 5 GHz a pasos de 5 MHz.

9 y 10. Variables de análisis que se usan para comprobar el correcto acoplamiento

Imagen Carta de Smith del sistema propuesto.
En la imagen que corresponde a la carta de Smith del esquemático propuesto para el diseño de la microcinta, podemos evidenciar que el sistema esta acoplado correctamente debido a que el diámetro del círculo que se traza...