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Variation Vcc(t,d) et Icc(d,t)

Variation Vcc(t,d) et Icc(d,t) - wcours.gel.ulaval.cawcours.gel.ulaval.ca/2016/a/GEL3002/default/5notes/TOEMchap9.pdf · Circuit pour antenne-réseau micro-ondes! ligne 70W! coupleur

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Variation Vcc(t,d) et Icc(d,t)

Diagramme stationnaire CC

Plan complexe du coefficient de réflexion généralisé

Diagramme stationnaire de charge

quelconque

Lieux r=cte

u !

r1+ r

"#$

%&'

2

+ v2 =1

1+ r"#$

%&'

2

Centre :

Rayon :

rr +1

,0!"#

$%&

1

1+ r

u !1( )2

+ v !1x

"#$

%&'

2

=1x

"#$

%&'

2

Lieux x=cte

Centre :

Rayon :

1,1x

!"#

$%&

1x

Lieux r=cte + x=cte

Abaque de Smith

Localisation de charge sur abaque de Smith

0.2+j0.5

1+j1

2-j2

4+j0 0.2+j0

0.3-j0.4

0.2+j0.5 1+j1 2-j2 0.3-j0.4 0.2+j0 4+j0

Coefficient de réflexion sur abaque de Smith

1+j1

0.2+j0

0.3-j0.4

0.3-j0.4 1+j1 0.2+j0

u

v

ξc

1

SWR et dmin sur abaque de Smith

1+j1

0.2+j0

0.3-j0.4

0.3-j0.4 1+j1 0.2+j0

dmin = 0.338!

dmin = 0.065!

Admittance sur abaque de Smith

1+j1

0.2+j0

0.3-j0.4

0.3-j0.4 1+j1 0.2+j0

yb=1.2+j1.6

yc=5+j0

ya=0.5-j0.5

Déplacement sur abaque de Smith

zc(0.8)=0.3+j0.43

zc(0.1)=0.5-j0.94

zc=3.26-j1.49

Exemple 9.7

!c (0.8") = 0.6!130°zc (0.8") = ?zc = ?zc (0.1") = ?

0.3

0.1

Charge compliquée sur abaque de Smith

zc=0.24-j0.55

yc=y1(0.21)+y2=2.344-j0.914

y1(0.21)= 0.344-j0.914

Exemple 9.9

0.21

zc = z1(0.71!) ! z2

z1 = 0.24 " j0.55; z2 = 0.5#c = ?

zc=0.37+j0.144

y1=0.666+j1.53

Mesure de charge sur abaque de Smith

rmin

Exemple 9.10 0.355

Zc(dmin)

zc=0.75+j0.97

SWR = 3dmin = 21.3cm; ! = 60cmzc = ?

Adaptation transformateur l/4

rmax=2.618

Exemple 9.12

dmax=0.037

zc0=2+j1

Zc = 100 + j50!Z0 = 50!Zoq = ?; dq = ?

Zc (dq ) = Rmax = SWR !Z0 = 2.618(50) = 130.9"

zcq (dq ) =Zc (dq )

Z0q

=130.980.9

= 1.618

zcq (dq +#q

4) =

11.618

= 0.618

Zc (dq +#q

4) = 0.618 !Zoq = 0.618(80.9) = 50"*1.618=nombre d'or

Cercle r/g unitaire sur abaque de Smith

Adaptation à 1 stub

yc

Exemple 9.13

0.125s

zc=2+j1

yc(ds)=1+j1.0

Zc = 100 + j50!Z0 = Z0s = 50!ds = ?; ! s = ?

Ys = !1.0Y0 = ! jY0s cot"s! s

ys = !1.0cot2#$s

! s

%

&'(

)*

0.199

ycc(s)= ystub=0-j1.0

ycc

Adaptation à 1 stub

yc=0.4+j1.2

Exemple 9.14

0.070s

yc(ds)=1+j2.12

0.045

ycc(s)= ystub=0-j2.12

ycc

yc = 0.4 + j1.2a) Z0s = Z0; !s = ! : ds = ?; ! s = ?b) ! s = 0.125!s : ds = ?; Z0s = ?

Ys = !2.12Y0 = ! jY0s cot"s! s

a) 2.12 = cot2#$s

! s

%

&'(

)*+ ! s = arctan(

12.12

)$s

2#

b) Ys = !2.12Y0 = ! jY0s cot2#$s

0.125$s

%

&'(

)*= ! jY0s

+ Y0s = 2.12Y0

Récepteur micro-ondes RF=12 GHz, IF=1 GHz (satellite de communication)+électronique de régulation

Circuit pour antenne-réseau micro-ondes

ligne 70W

coupleur 3dB

diviseur /3

1 transfo l/4 59W 3 transfo l/4 135W

stub CO l/4=CC

antenne microruban

ligne 120W

transfo l/4 85W 120 !120 = 60!

"11 =60#12060+120

= # 13

SWR = 2

Z0q =120SWR

= 85!

120 ! Zin2 = (135)2

Zin2 = 150"

150 150 150 = 50"

50 ! 70 = (Z0q )2

Z0q = 59"

Adaptations d’un ampli micro-ondes

yin = 2.8 + j1.9

Adaptations d’un ampli sur abaque de Smith

yc

ls b=0.105s

yc(ds)=1-j1.56 0.099

ystub b=0+j0.78

yco

yc = 2.8 + j1.9Z0s = Z0; !s = !ds = ?; ! sa,b = ?

ystub a=0+j1.56

ls a=0.159s

1+j1.56

0.099s

2.8-j1.9=yc*

Adaptations d’un ampli sur abaque de Smith

yc

ls c=0.375s

Yc+2Ys c=(2.8+j0)/50

ystub c=0-j1.0

yco

yc = 2.8+ j1.9! sc = 0.375!s; dsc = 0Z0sc = ?; Z0qc = ?

! j1.9 / (2"50#) = ! jY0sc cot($s! sc ) = ! jY0sc

Z0sc = (1 / Y0sc ) = 52.6#

Z0qc =50

SWR= 50

2.8= 29.9#

A

Transformation conforme sur abaque de Smith lieu r/g=1 déplacé de 0.1l vers la charge

A’

0.1 B’

C’ B

C

D’=D

Lieu r/g=1 déplacé et lieu r=cte

yc=0.4-j0.2

ajout d’une susceptance à yc =0.4-j0.2

0.4+j0.36

0.1

Intersection de -lieu r/g=1 déplacé de 0.1l vers la charge -lieu r=0.4=cte

0.4+j2.4

Adaptation à 2 stubs

yc=0.4+j0.8

Exemple 9.15

0.125s2

yt1=0.4+j0.2

d12=0.125

ystub2=0-j1.0

ycc2

0.164s1

yt1(d12)=1+j1.0

ystub1=0-j0.6

ycc1

ds1 = 0; d12 = 0.125!yc = yc (ds1) = 0.4+ j0.8Z0 = Z0s1 = Z0s2; vp = vps1 = vps2

! s1 = ?; ! s2 = ?

Adaptation à 2 stubs

yc=2-j1

Autre exemple 0.361s2

yt1=0.7+j0.05

d12=0.125

ystub2=j0.85

ycc2

0.193s1

yt1(d12)=1+j0.38

ystub1=-j0.38

ycc1

ds1 = 0.082!; d12 = 0.125!yc = 2 " j1Z0 = Z0s1 = Z0s2; vp = vps1 = vps2

! s1 = ?; ! s2 = ?

yc(ds1)=0.7-j0.8

ds1=0.082

Optimisation du VSWR avec susceptance

yc

yc(dopt)=0.85+j1.05

Exemple 9.17

yc = 0.6 ! j0.8bp = !0.8 ( yp = 0 ! j0.8)

dopt = ?

A

D

B

E C

F G

dopt=0.279

Optimisation du VSWR avec bout de ligne

zc00

zc00(l00opt)

Exemple 9.18

Zc =100+ j50 !Z00 =100 ! (d0 = 0)!00opt

= ?

A D

B E

C F G

zc0

l00opt=0.356

25 50

200 zc0 10

25 50 100 200 500 zc0q(l/4)

Optimisation du VSWR avec transfo l/4

zc0q

Exemple 9.19

Zc =100+ j50 !Z0 = 50 ! Z0qopt

= ? (dq = 0)

Z0qopt=75W

G

25 50 10

100 200 z0q =500

100

Optimisation du VSWR���avec charge Z=50+jX en série à d=0.1λ Exemple nouveau

Zc = 100 + j50 !Z0 = 50 ! xopt = ? (z = 1+ jx à d = 0.1")

zc=2+j1

A

B

C

D

E

F

G

zc(0.1λ)=1.4-j1.1

zopt=1+j1.1

0.1λ

Xopt = 1.1(Z0 ) = 55!

Ligne à pertes sur abaque de Smith

!c = 0.765 (SWR = 7.51)

!c (d = 0.5") = !c e#2$d = 0.765e#2(0.5 /" )(0.5" )

= (0.765)(0.607) = 0.464 (SWR = 2.73)!c (d = ") = !c e

#2$d

= (0.464)(0.607) = 0.281 (SWR =1.78)

zc = 0.2 ! j0.7" = 0.5 Np / #

zc=0.2-j0.7

zc(d=0.5l)

zc(d=l)