problem - Dopasowanie impedancyjne linii.

Kolego, nie bardzo rozumiem Twój problem. W opisie jest wiele niekonsekwencji.
Zapewne chodzi Ci o linię długą. Wykonałeś ją na laminacie.
Piszesz:
„Program pozwolił mi wyliczyć jej wymiary na 50Ohmów przy częstotliwości 500MHz przy zwarciu „ -?
„Po obciążeniu linii sztucznym obciążeniem wynoszącym 50Ohm, linia jest dopasowana przy 203MHz” - ? ...coś ten opis nie jest jasny.
Wykonałeś ją na laminacie jako niesymetryczną. Podobną linię długą można przedstawić jako odcinek kabla koncentrycznego (np. antenowego itp.). Te same zjawiska falowe występują w liniach symetrycznych, np w kiedyś stosowanych płaskich kablach antenowych.
Linia długa nie posiadająca wad mechanicznych będzie miała oporność falową , np. 50 Ω w szerokim zakresie częstotliwości a nie tylko dla jakiejś określonej.
Linia długa o wielkości ¼λ zasilana z jednego końca z generatora będzie stanowiła dla niego zwarcie zwarcie gdy będzie otwarta (nieobciążona) na drugim swoim końcu! Natomiast gdy ją (¼λ ) na końcu zewrzemy to generator będzie obciążony bardzo dużą impedancją, uwzględniając straty w materiale izolacyjnym - parę kΩ !
W zależności od tego co będzie się działo na końcu linii długiej i jej fizycznej długości, punktu w jakim będziemy obserwować zjawisko, otrzymamy wartości pośrednie.
Popatrz na wyniki zanotowane przez Ciebie. Uwzględniając wartość współczynnika skrócenia (nie znam właściwości dielektrycznych zastosowanego materiału) wielkości jakie podajesz : długość linii (90 cm) i częstotliwości tworzą jakieś zależności.

Pokaż zdjęcie tej Twojej linii.
Na oporność falową linii jej długość nie powinna mieć wpływu.

"Radar kablowy" - EdW 10/2001
kit AVT - 2606

pozarek89 wrote:

Witam wszystkich forumowiczów. Mam niemały problem z projektem mojej linii. Może zacznę od początku. Szykuję stanowisko laboratoryjne do badania linii paskowych. Wybrałem sobie linię niesymetryczną wytrawioną na pasku laminatu o dł l=90cm. Program pozwolił mi wyliczyć jej wymiary na 50Ohmów przy częstotliwości 500MHz przy zwarciu. W praktyce okazało się, że dopasowanie występuje przy częstotliwości 458MHz (podjrzewam, że na tą różnicę wpłynęły niedoskonałość wykonania i materiałów). Po obciążeniu linii sztucznym obciążeniem wynoszącym 50Ohm, linia jest dopasowana przy 203MHz. Moje pytanie brzmi jak dobrać obciążenie odbiornika aby linia była dopasowana dla różnych zakresów częstotliwości od 250-1000MHz z wartością skoku równą 50MHz ?

Parametry rozłożone linii:
L=230nH
C=100pF
R=0.3Ohm
G- pomijalnie małe

Linia pracuje w stanie dopasowania kiedy impedancja falowa linii równa się impedancji obciążenia. Czy impedancja falowa zależy od częstotliwości - 1. zależy; 2. nie zależy. Jeśli już na to sobie odpowiesz to dojdziesz do wniosku że wystarczy obliczyć impedancję falową twojej linii, wtedy stanie się jasność i poznasz impedancje obciążenia. Reszta się nie liczy. Aczkolwiek śmiem twierdzić że impedancja falowa Twojej linii to nie jest 50Ω.

pozarek89 wrote:

przenikalność dielektryka (wg pana Rosłońca) epsilon r ~4

Ciekawe jak Pan Rosłoniec przewidział przenikalność elektryczną użytego prze Ciebie laminatu. Wykonaj kondensator z tego laminatu, zmierz dokładnie jego pojemność i wyznacz przenikalność elektryczną, inaczej nie dowiesz się jaka jest nawet przybliżona impedancja falowa Twojej linii. Pomiaru pojemności dokonaj na częstotliwości zbliżonej do częstotliwości pracy, jeśli częstotliwość będzie zbyt niska przenikalność może się różnić nawet o paręnaście procent.
Podejrzewam że dla częstotliwości 203MHz wystąpił przypadek kiedy długość fali w linii wynosiła 1/2λ lub była do niej bardzo zbliżona. W takim przypadku transformacja linii wynosi 1:1, zatem oporność obciążenia z końca linii została przetransformowana na jej początek w taki samym stosunku niezależnie od impedancji falowej linii.

Zapoznaj się z tym Podstawy techniki mikrofal. Myślę że łatwiej będzie wyznaczyć przenikalność elektryczną niż kombinować z dopasowaniami. Tym bardziej że tak naprawdę nie znasz impedancji falowej linii, dopasowanie będziesz dobierał metodą prób i błędów przy tak szerokim pasmie.

Dokładnie tak. Lecz na późniejszy efekt, jakim jest impedancja i jednorodność toru, składa się wiele czynników dokładność danych i wzorów, jakość materiału oraz precyzja wykonania linii.

Oprócz „strachów”, które wyliczył kol. Driver to przy tak wysokich częstotliwościach dorzucę jeszcze choćby dyspersję dielektryczną itd, itp....
Kol. Pozarku 89 może na te „strachy” nie musisz zawracać uwagi.
W jakim celu badasz to zagadnienie?
Czy do celów naukowo-poznawczych, demonstracji zjawisk w falowodach czy czysto praktycznych?
Jakimi instrumentami dysponujesz?
Może w sposób mniej teoretyczny a bardziej praktyczny dopracuj impedancję linii. Posługując się metodami opisanymi we wskazywanym przeze mnie materiale (EdW) możesz śledzić swoje poczynania. Analizując otrzymane rezultaty będziesz wiedział jakiej szerokości powinna być linia. Jak widać, nie potrzeba do tego wyszukanego zaplecza.
Znacznie trudniej jest dokładnie określić właściwości dielektryczne laminatu.
Na Twoim zdjęciu widać konstrukcję obudowy. Są w niej zamontowane gniazda w.cz. Dlaczego na końcach długiego boku? Sądzę, że poprawniej jest umieścić je na przedłużeniu linii długiej, na środku krótkiego boku. Połączenia gniazd z linią muszą spełniać warunki jakie dyktuje tak wielka częstotliwość sygnału jaką stosujesz przy pomiarach.