1. – Índice
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1.– Índice................................... Índice.......................................................... .............................................. ..................................................... ..................................... ....... - 2 2.- Introducción........................... Introducción.................................................. .............................................. .............................................. .................................... ............. - 3 3.- Análisis ............................................. .................................................................... .............................................. ........................................ ........................ ....... - 4 4.- Conclusiones....................... Conclusiones.............................................. ............................................... ............................................... .................................... ............. - 19 -
2.- Introducción El objetivo principal de esta práctica consiste en la realización de un diplexor en frecuencias de microondas realizado en tecnología microstrip. Para ello hemos usado para llear a ca!o todos nuestros dise"os el
pro#rama $icro%ae &''ice( con el hemos podido implementar todos los circuitos desarrollados durante la práctica )tanto los *ue ten+an *ue reali,arse con elemento concentrados como a*uellos *ue se reali,a!an con tecnolo#+as más compleas como la microstrip( tam!i/n nos permitió optimi,ar dichos circuitos para o!tener unas meores prestaciones. 0e trata de *ue nuestro circuito dipleor sea capa, de separar dos se"ales de 'recuencias di'erentes *ue se encuentran en la entrada de transmisor o receptor. l 'uncionamiento es el si#uiente por la entrada 1 la se"al se introduce en el circuito tanto a la 'recuencia '1 como a la 'recuencia '2 de!emos sacar por el puerto 2 la se"al a la 'recuencia '1 por el puerto 3 la se"al a la 'recuencia '2. En microondas se han utilizado dos topologías básicas para realizar circuitos diplexores: basada en uniones en “T o basada en circuitos híbridos combinadores. !a primera se basa en "ue por un brazo de la T entran dos se#ales $ de ahí salen dos %ltros centrados en cada una de las frecuencias "ue se "uieren separar. !a segunda presenta una topología similar a la de los circuitos balanceados. El es"uema es el siguiente:
Figura 1 .- Esquema del circuito diplexor
2
&ebemos desarrollar el híbrido de entrada de banda ancha capaz de dividir las dos se#ales de frecuencia f' $ f(. ) las salidas del anterior híbrido existen sendos %ltros id*nticos de banda estrecha $ gran rechazo a una de las frecuencias. En este caso la frecuencia "ue dejan pasar los %ltros es f' mientras "ue deben rechazar f(. +or ,ltimo- existe otro híbrido branchline- de banda estrecha en este caso- capaz de combinar las dos se#ales con frecuencia f' $ sacarlas a un nivel- en el caso de circuitos ideales- en el "ue no existan p*rdidas. +or lo tanto- el objetivo de la práctica será el dise#o de dos circuitos híbridos branchline /uno de banda ancha $ otro de banda estrecha0 más un %ltro paso bajo "ue rechace f( $ deje pasar f'.
sto es lo *ue hemos tenido en cuenta para la implementación de la práctica( a continuación presentaremos el desarrollo de la misma epondremos los motios ra,ones de por *ue hemos decidido implementar todo de esa 'orma.
3.- Análisis 1.- Demuestre mediante un análisis de ondas de potencia que el circuito ideal de la figura 1 se comporta como un circuito diplexor. Para este apartado de!emos 'iaros en el es*uema de nuestro circuito completo a antes mencionado
Figura 2 .- Esquema del circuito diplexor
0i estudiamos esto !asándonos en lo *ue sa!emos por microondas acerca de las ondas de potencia podemos o!serar lo si#uiente Por la entrada entran donde asumimos *ue se trata de dos ondas de 'recuencias '1 '2 respectiamente. Como sa!emos *ue estamos tra!aando con un acoplo a 3d5 por las puertas a
1
transmitida acoplada o!tendremos
a
2
a1
2
y
3
a2
2
Al lle#ar al 'iltro( /ste solo dea pasar la componente de 'recuencia '1 re'lea a
2
2
*ue uele al acoplo a 3d5 dará lu#ar a $ientras
a
1
2
a
2
4
*ue sumada al otro camino dará
a
.
2
2
si#ue su camino al salir del 'iltro despu/s de cada 'iltro salir
del se#undo acoplo( pasa a tener alor
a
1
4
de nueo al sumarse con el otro camino
6e la misma manera por la entrada o!tendremos
a
2
2
en la car#a adaptada
a
1
2
.
a
1
2
.
2.- Discutir, a priori, el substrato a utilizar para la construcción del diplexor. n el enunciado de la práctica se presentan cuatro tipos di'erentes de sustratos( en las si#uientes l+neas cual de las opciones se cree *ue es la más adecuada para la reali,ación del circuito deseado
n 'unción de los datos presentados en la ta!la anterior podemos esta!lecer una primera aloración acerca de *ue sustrato es el más adecuado para conse#uir los 'ines !uscados( para ello anali,aremos las propiedades '+sicas de cada uno de ellos. 7os 'actores principales a tener en cuenta son los si#uientes
Permitividad relativa angente de p!rdidas Dimensiones "oste
Podemos er *ue el sustrato *ue cumple aproimadamente todas las especi'icaciones es la #ibra de vidrio 1, puesto *ue no es mu caro( las p/rdidas no son mu #randes el tama"o es el adecuado . Pero como a hemos dicho anteriormente esto solo 'ue la primera impresión *ue tuimos( puesto *ue al reali,ar los cálculos necesarios nos hemos dado cuenta de *ue el $rlon %&& era el sustrato *ue proporciona!a una meor respuesta. A continuación 4
eplicaremos los motios *ue nos han lleado a tomar esta decisión puesto *ue para ello hemos tenido *ue anali,ar aspectos como mar#en de impedancias *ue nos permite emplear la tecnolo#+a microstrip para los distintos materiales( respuesta de los distintos circuitos para la 'recuencia dada8. As+ *ue como hemos podido compro!ar la elección del sustrato no es una decisión tan sencilla( durante el desarrollo de la práctica iremos anali,ando las propiedades de cada uno de ellos para 'inalmente concluir cual de todos ellos es el *ue meor se adecua al comportamiento !uscado( as+ poder decidir cual de todos ellos es el meor.
'.- De acuerdo con el razonamiento que se (ace en el apartado ', )ustifique porque se (a optado por (acer el filtro en base a un dise*o el+ptico en vez de a un utterort( o "(ebc(ef. Antes de responder esta cuestión amos a anali,ar las caracter+sticas de cada uno de los 'iltros
• #iltro de utterort(/ estos 'iltros se caracteri,an por tener una respuesta en 'recuencia máimamente plana )con las m+nimas ondulaciones en la !anda pasante. l 'iltro de 5utter%orth es el nico 'iltro *ue mantiene su 'orma para órdenes maores )la nica di'erencia es *ue la ca+da tiene más pendiente a partir de la 'recuencia de corte. :am!i/n es importante notar *ue este 'iltro necesita un orden maor para los mismos re*uerimientos en comparación con otros( como los de Che!che' o el el+ptico. • #iltro de "(ebc(ef/ presentan un ri,ado constante en la !anda de paso una ca+da lineal en la !anda no pasante. • #iltro el+ptico/ su caracter+stica principal es *ue están dise"ados de manera *ue consi#uen estrechar la ,ona de transición entre !andas ( además( acotando el ri,ado en esas !andas. ;na e, anali,ado el comportamiento de estos 'iltros( estamos en disposición de aclarar por*ue hemos empleado un 'iltro el+ptico en e, de un dise"o con 5utter%orth o Che!che'. 7o *ue se nos pide en esta práctica es la reali,ación de un 'iltro paso !ao con un mar#en de 'recuencias entre !andas !astante pe*ue"o( por lo tanto podemos er *ue el 'iltro *ue permite o!tener esto 'ácilmente es el 'iltro el+ptico )puesto *ue permite estrechar mucho esta transición. Además este dise"o nos permite acotar el ri,ado en las dos !andas< sin em!ar#o con Che!che' solo lo limitar+amos en una de ellas( por lo tanto esta es otra de las entaas del 'iltro de Cauer. = por ltimo( ha *ue destacar *ue
al minimi,ar la ,ona de transición antes unas mismas condiciones de dise"o se o!tiene un orden menor.
0.- ustifique por qu! el filtro en constantes distribuidas de la figura 12 ba)o3 es equivalente al esquemático de la figura 12alto3.
>
Como a
Figura 3 .- Filtros
sa!emos #racias a la teor+a de $icroondas la e*uialencia entre el 'iltro concentrado el 'iltro distri!uido se esta!lece en !ase al tipo de impedancia *ue presentan !o!inas condensadores. Al estar tra!aando a altas 'recuencias la impedancia de un condensador de!e ser !aa( puesto *ue es inersamente proporcional a la 'recuencia( mientras *ue al contrario la impedancia de una !o!ina en microondas ha de ser alta al ser directamente proporcional a la 'recuencia. :am!i/n sa!emos de nueo #racias a la :eor+a de microondas *ue eiste una relación entre la impedancia en una l+nea el cociente entre la anchura el su!strato ?@d. 0i nos 'iamos en esta relación entre ? e A W e 2 A − 2 = ε − 1 H.G1 d 2 B − 1 − ln( 2 B − 1) + r ln) B − 1 + H.39 − π 2ε r ε r
for W d < 2
A =
Z H
ε r
+1
GH 2 3JJπ B = 2 Z H ε r for W d > 2
+
− 1 H.23 + H.11 ε r + 1 ε r ε r
Bemos *ue las !o!inas con alta se representan por l+neas de transmisión lar#as los condensadores con !aa han de ser l+neas de transmisión más anchas.
4.- 5ealice la simulación de los (+bridos ranc( n esta parte de la práctica lo *ue amos a hacer es reali,ar la simulación de los dos h+!ridos propuestos para cada uno de los distintos materiales
• 6758D9 D: $;D$ $;"6$ ste circuito dado su con'i#uración nos permite tra!aar en un amplio mar#en de 'recuencias( esto es lo *ue amos a demostrar a continuación. Para ello amos a anali,ar el comportamiento del circuito para el ran#o de 'recuencias especi'icado en el enunciado )2.>>( 3.4>D EF, para cada uno de los sustratos
G
Figura .-Fibra de idrio 1
Figura .-Fibra de idrio 2
Figura .-Arlo! "##
Figura .-Arlo! 1###
Antes de comen,ar a simular el otro h+!rido lo *ue amos a hacer es caracteri,ar los circuitos anteriores para eri'icar *ue presentan un comportamiento adecuado. 7os parámetros 'undamentales para anali,ar son el s 11( s21( s31( s41. stos parámetros son importantes por las si#uientes ra,ones
-s11/ este parámetro nos indica las p/rdidas de retorno *ue tenemos en nuestro circuito( por lo tanto( se de!er+a conse#uir *ue este J Figura $ .-Esquem%tico del &'brido de ba!da a!c&a ideal (co! )*+,
parámetro tuiese un alor m+nimo a en el ran#o de 'recuencias de inter/s )2.>>( 3.4>D EF,.
-s21 s '1/ con estos parámetros lo *ue se *uiere anali,ar es la cantidad de potencia *ue se transmite a las puertas transmitidas acoplada< por lo tanto para la 'recuencia de tra!ao de!en tomar un alor máimo( además de medir entre am!os parámetros un des'ase de 9HK. :am!i/n se de!e de anali,ar *ue en el ran#o de 'recuencias de inter/s su alor no cai#a más de 3d5. - s01/ A di'erencia de lo *ue ocurr+a con los dos parámetros anteriormente anali,ados( esta aria!le nos permite determinar la cantidad de potencia *ue se transmite a la puerta desacoplada de nuestro circuito )en nuestro la puerta 4 como se puede er en el es*uemático de la 'i#ura. Al ser la puerta desacoplada la cantidad de potencia transmitida a esta puerta en el ran#o de 'recuencias indicado de!e de ser m+nimo. 0i anali,amos los #rá'icos o!tenidos durante la simulación podemos er *ue el comportamiento de todos los circuitos se aproima !astante al ideal( puesto *ue todos para la 'recuencias dadas consi#uen un alor de s11 s01 in'erior a 3Hd5 )lo *ue *uiere decir *ue su alor es mu pe*ue"o próimo a cero *ue es lo *ue se !usca!a( además para esa 'recuencia tam!i/n se cumple *ue ha máima transmisión de potencia para las puertas 2 3. Pero a pesar de *ue todos cumplen las especi'icaciones son dos los circuitos *ue presentan una meor respuesta el h+!rido construido con Arlon GHH Li!ra de idrio 1( puesto *ue son los *ue mao atenuación presentan en el ran#o dado para los parámetro s11 s01 además son los *ue meor cumplen la restricción de los 3d5 para las otras puertas.
• 6758D9 D: $;D$ :<5:"6$ 7as caracter+sticas a anali,ar en este circuito son las mismas *ue en el caso anterior pero con la nica di'erencia de *ue en este caso sólo tra!aamos con una nica 'recuencia )2.>>EF,. 7os resultados de la simulación 'ueron los si#uientes
Fibra de idrio 1
Fibra de idrio 2
Arlo! "##
Arlo! 1###
Como a hemos dicho anteriormente( las caracter+sticas a anali,ar de este circuito para poder concluir si los resultados o!tenidos son o no !uenos( son las mismas *ue las anali,adas en el apartado anterior. s decir ha!rá *ue anali,ar los parámetros s 11( s21( s31( s41( pero en este caso la 'recuencia de tra!ao es '1 )en nuestro caso 2(>> EF,.
Como se puede compro!ar en los #rá'icos anteriores los parámetros s 11 s41están por de!ao de los 3Hd5 para la 'recuencia de tra!ao( además tenemos una transmisión máima de potencia para las puertas 2 3 para esa 'recuencia en todos los sustratos. As+ *ue se puede concluir *ue todos ellos podr+an ser empleados para desarrollar el circuito( pero los *ue meor caracter+sticas presentan son el Arlon 1HHH unto con el Arlon GHH. Figura .-Esquem%tico del &'brido de ba!da estrec&a ideal (co! )*+,
9
%.- 5ealice la simulación del prototipo paso ba)o con elementos concentrados ideales. A continuación se presenta el dise"o teórico de un 'iltro paso !ao de acuerdo con una 'unción el+ptica *ue dee pasar '1 )'1 M 2.>>EF, rechace '2 )'2 M 3.4>EF, con los nieles dados en el enunciado de la practica.
• Atenuación máima en la !anda de paso )7AN H.1 d5 • Atenuación m+nima en la !anda atenuada )7A0 3Hd5 • 7imite superior de 'recuencias *ue se de!en dear pasar )O c 2.>>EF, • 7+mite in'erior de 'recuencias *ue no se de!en dear pasar)Os 3.4>EF, Figura " .- /ar%metros del filtro a dise0ar
n primer lu#ar se de!e determinar el orden del 'iltro a implementar( para ello amos a normali,ar las 'recuencias a partir de los alores de atenuación dados en el enunciado( se podrá o!tener el orden del 'iltro a implementar Ω
Ω
′ c
′ s
=
=
Ω
c
Ω
c
Ω
s
Ω
c
=1
=1.3>3
A partir de estos alores de la ta!la *ue se epone a continuación se puede o!tener el orden del 'iltro los alores de # i.1.
1
Como se puede o!serar en la ta!la adunta los alores seleccionados no corresponden eactamente con las restricciones del 'iltro propuesto. Para o!tener el alor de los elementos #i idóneos lo *ue se ha intentado es seleccionar a*uellos alores *ue más se aproimen a los ideales de 'orma *ue no se pierdan las especi'icaciones propuestas< es decir( a*uellos alores *ue hacen el 'iltro más restrictio. 1H
Figura .-Especificacio!es para u! filtro el'ptico de riado #.1dB
•
• &rden del 'iltro M > • OsM 1.29J • 7A0M34.244 d5
Balores de los elementos #i
#1MH.9G1
#4MH.J49
#2M1.13GG
#4QMH.J42G
#2QMH.23>2
#>MH.GG1>
#3M1.49H4
= por ltimo( con los resultados o!tenidos con anterioridad se calculan los alores de los elementos concentrados necesarios para la construcción del 'iltro paso !ao. Para o!tener dichos componentes empleamos las si#uientes 'órmulas
11 Figura .-Ecuacio!es para calcular los eleme!tos co!ce!trados
&onde el correspondiente valor de g *i - g *i representa la g i asociada a una bobina o a un condensador- f c es la frecuencia de corte $ 12 la impedancia característica "ue se "uiere utilizar.
7os resultados o!tenidos 'ueron los si#uientes
:lemento 1
:lemento 0
71 M 3.H2113>3H21H3213e-HH9F
74 M 2.31J42HJ924343e-HH9F C4 M 9.343244G129>J2He-H13 L
:lemento 2 72 M J.339>14931J91J3e-H1HF C2 M 1.41J3HH>3>21e-H12L :lemento ' 73 M 4.G>1HG91GH4J3J41e-HH9
:lemento 4 7> M 2.HG43332324>GG42e-HH9 F
;na e, calculados todos los elementos necesarios para la reali,ación del 'iltro( se pasó a simular el mismo( los resultados o!tenidos 'ueron los si#uientes
Figura 4 .- Filtro el'ptico paso ba5o
Como se puede o!serar no es necesario optimi,ar el circuito anterior puesto *ue se aproima !astante al resultado esperado las p/rdidas de retorno se encuentran para la 'recuencia de tra!ao por de!ao de los 1Hd5( el ri,ado máimo es mucho menor *ue H.1 d5( además a partir de los 2.>> EF, )'recuencia de corte la atenuación comien,a a ser mucho maor( siendo a partir de '2 mas de 3Hd5. :am!i/n de!emos de compro!ar *ue cuanto se re'lea la se"al de 'recuencia '2 en la puerta 1( lo *ue nos
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interesa es lo *ue ocurre en este caso( es decir *ue se re'lee casi toda la se"al. Por lo tanto podemos concluir *ue con este 'iltro hemos o!tenido los re*uisitos !uscados. l es*uema del 'iltro implementado se presenta en la si#uiente 'i#ura
Figura .- Esquema filtro el'ptico paso ba5o
=.- 5ealice el filtro el+ptico paso ba)o en tecnolog+a microstrip. 7a reali,ación del 'iltro anterior mediante elementos concentrados( no es aplica!le a 'recuencias de microondas( de!ido a *ue no eisten componentes concentrados a precios ase*ui!les ni una amplia #ama de alores de dichos componentes( además los cálculos hechos ser+an 'alsos de!ido a los e'ectos parásitos de dichos componentes.
Figura 1#.- Ecuacio!es para calcular la lo!gitud de las l'!eas de tra!smisi6!
Por esta ra,ón se suele emplear los conocimientos de l+neas de transmisión para reali,ar los e'ectos capacitios e inductios pedidos. n las si#uientes l+neas se a a eplicar como llear a ca!o la reali,ación del 'iltro en tecnolo#+a microstrip.
7o *ue tenemos *ue hacer en primer lu#ar es calcular las lon#itudes de las distintas l+neas para o!tener el e*uialente a los elementos !uscados mediante la utili,ación de las 'órmulas anteriores. Para ello necesitamos determinar el alor de las impedancias de los condensadores las !o!inas( a partir de los resultados o!tenidos se o!tendrán las lon#itudes de las distintas l+neas.
>oc?3 1>(3J J(HG G(9G 12(H93
#ibra de vidrio 1 #ibra de vidrio 2 $rlon %&& $rlon 1&&&
13
>ol ?3 1>>(> 121(34 114(GJ 1HJ(G
#ibra de vidrio 1 #ibra de vidrio 2 $rlon %&& $rlon 1&&&
@1@3 m3
@2@3 m3
H.HH2J43
H.HHHG>>
H.HH3>>4 H.HH33>2 H.HH2JJ9
@2"3 m3
@'@3 m3
@0@3 m3
@0"3 m3
@4@3 m3
H.HH3HH>
H.HH4331
H.HH2H9
H.HH19>J
H.HH1>J
H.HHH4H
H.HH13H
H.HH>J3H
H.HH2G93
H.HHH9HJ
H.HH2391
H.HHHJ9 H.HH1G3>
H.HH1H4> H.HHHG>2
H.HH>44> H.HH4>G1
H.HH2>3> H.HH2H9
H.HHHGJ H.HH1HJH
H.HH22>H H.HH1GH
n las si#uientes 'i#uras se muestran los resultados de la simulación con los datos anteriores
Fibra de idrio 1
Fibra de idrio 2
Arlo! "##
Arlo! 1###
Para determinar si el 'iltro ha sido !ien reali,ado( cuatro son los parámetros *ue de!emos anali,ar
$tenuación en la banda de paso no de!e ser superior a H.1 d5. 0i anali,amos los #rá'icos anteriores podemos er *ue nin#uno cumple esta restricción( el *ue más se aproima al o!etio es el 'iltro construido con Arlon GHH.
14
anda de atenuación n este caso lo *ue se de!e cumplir *ue la atenuación m+nima sea 3H d5. sta condición se cumple por todos los circuitos ecepto por la 'i!ra de idrio 2. anda de paso/ Antes nos hemos centrado nicamente en el ri,ado *ue su'r+a dicha !anda( pero ese no es el nico aspecto a medir para sa!er si nuestro circuito 'unciona correctamente tam!i/n ha *ue o!serar si en el l+mite superior de 'recuencias *ue se de!en dear pasar )'1 la atenuación no es maor de 3d5. sto se de!e compro!ar para as+ ase#urarnos *ue la atenuación de los puntos etremos no es mu #rande. Rnicamente Arlon GHH la 'i!ra de idrio 2 satis'acen dichas condiciones( por lo tanto de!er+amos optimi,ar el resto de 'iltros para optimi,ar las restricciones anteriores. • Parámetro <11 Como sa!emos de otras asi#naturas( este parámetro lo *ue nos indica es la cantidad de potencia *ue se re'lea a la entrada nuestro circuito. 7ue#o es una consideración mu importante a tener en cuenta. 7o *ue ha *ue hacer es acotarlo compro!ar en am!os casos *ue no supere los 1H d5( de esta 'orma tenemos controlada la potencia re'leada. Arlon 1HHH Li!ra de idrio 1 son los nicos materiales *ue no satis'acen esta limitación. • ;ivel de se*al que se refle)a con frecuencia f2 en la puerta de entrada nivel de se*al que se refle)a con frecuencia f1 en la puerta de salida/ como a eplicamos anteriormente en este caso lo *ue nos interesa es un alor menor de H(1d5( lo *ue se cumple en todos los casos. • 5ealizable/ no solo ha *ue compro!ar si se eri'ican las especi'icaciones tam!i/n ha *ue anali,ar si el circuito es reali,a!le '+sicamente. Con esto no tuimos pro!lemas las lon#itudes de las l+neas eran lo su'icientemente #randes para poder reali,arlas.
;na e, *ue hemos el comportamiento de nuestro circuito pasamos a optimi,arlo para o!tener una meor respuesta( de esta 'orma eliminar las posi!les imper'ecciones del mismo. A continuación presentamos los resultados o!tenidos
Fibra de idrio 1
Fibra de idrio 2
1>
Arlo! "##
Arlo! 1###
A partir de todo lo anali,ado anteriormente( podemos determinar as+ *ue circuito o meo dicho *ue sustrato proporciona un meor resultado. Como podemos er( el 'iltro construido con Arlon GHH es el *ue meor se austa a los re*uisitos pedidos( nicamente se trató de optimi,ar la condición del ri,ado pero 'ue imposi!le conse#uir un alor más próimo al deseado.
=.- "ompruebe que la unión de los anteriores circuitos conforman un diplexor similar al presentado en la figura 1. ;na e, *ue se han anali,ado cada uno de los componentes por separado( a continuación se presenta el es*uema del circuito a simular 'inalmente )además se adunta el laout del mismo.
Figura 11 .- Esquema del diplexor
1G
Figura 12.- *ayout 2
Al simular con el pro#rama $icro%ae el circuito( la respuesta o!tenida 'ue la si#uiente
Figura 13.- 7imulaci6!
Para poder sa!er si el circuito 'unciona correctamente se tiene *ue compro!ar si se cumplen las especi'icaciones dadas en el enunciado de la práctica • • •
Aislamiento entre canales (f1 y f2): ma$or 32d4 Pérdidas de retorno: ma$ores de (2d4 Pérdidas de inserción: menores de 'd4
n primer lu#ar amos a centrarnos en las p/rdidas de retorno. 7as p/rdidas de retorno lo *ue indican es la cantidad de potencia *ue se re'lea a la entrada del circuito( para poder compro!ar dicha condición lo *ue ha!rá *ue anali,ar es el parámetro s 11. 7a restricción *ue se nos pone en este caso es *ue para las 'recuencias de tra!ao de!e tener 2
ota Como se puede o!serar en la 'i#ura 12 ha una coneión *ue aparece sin soldar de!ido a los distintos tama"os de los h+!ridos. 1J
un alor menor a los 2Hd5. 0i anali,amos el #rá'ico anterior podemos compro!ar *ue esta condición se cumple para todo el ran#o de tra!ao. A continuación nos centraremos en las p/rdidas de inserción< es decir( ha!rá *ue anali,ar la cantidad de potencia transmitida tanto a la puerta 2)'2 como a la 3)'1( no se de!erá perder más de 1 d5. Para ello ha!rá *ue estudiar los parámetros s 21 s31 para sus 'recuencias respectias. 0i miramos la 'i#ura anterior podemos er *ue am!os parámetros presentan una atenuación menor al alor especi'icado anteriormente para las 'recuencias de 3(4> 2(>> EF, respectiamente. Por ltimo sólo nos 'alta anali,ar el aislamiento entre canales( para ello preiamente amos a de'inir *ue entendemos por esto. Como aislamiento entre canales de!emos entender la capacidad de la puerta 2 para recha,ar la se"al de 'recuencia '1 la capacidad de la puerta 3 para recha,ar la se"al de 'recuencia '2. 0erá necesario estimar el alor de los parámetros s 21 s31 para las 'recuencias 2(>> 3(4> EF, respectiamente. Como se puede compro!ar 'ácilmente esta condición no se satis'ace por nuestro circuito( esta la ra,ón por la *ue se considera necesaria una optimi,ación del mismo para as+ poder o!tener el comportamiento deseado. n la 'i#ura si#uiente se presenta el resultado de la optimi,ación.
Figura 1$ .- 7imulaci6! optimiada
n este caso podemos concluir *ue el dipleor satis'ace todas las condiciones impuestas con anterioridad.
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4.- Conclusiones 6urante el desarrollo de esta práctica nos hemos 'amiliari,ado con el dise"o de 'iltros haciendo uso de tecnolo#+as reales reali,a!les hasta ahora no istas. 6e hecho( el dise"o empe,ó con la implementación del 'iltro mediante elementos concentrados pero estas t/cnicas lleadas a la práctica ocasionan pro!lemas como capacidades parásitas( pro!lemas de construcción8 :ras esto( pasamos a una implementación más real con el uso de diersos materiales en la !s*ueda de una meor solución *ue se austase a nuestros re*uisitos tam!i/n cumpliese sus restricciones de reali,a!ilidad. Biendo además como es necesario lle#ar a situaciones de compromiso cuando todas tus condiciones no son completamente alcan,a!les( as+ lo#raremos lle#ar a unas situaciones intermedias como pasa en el mundo real. $ediante las comparaciones entre los sustratos emos como cada uno de ellos presenta!an diersos pro!lemas( cada uno de ellos por tal( descarta!les o conenientes se#n condiciones circunstancias. Para ser más eactos -
Li!ra de idrio 1 7os resultados o!tenidos con este material han sido satis'actorios. s uno de los sustratos posi!les( en cuanto a *ue es reali,a!le( es más !arato *ue el otro sustrato posi!le( sus dimensiones son más #randes ( por tanto( más 'ácil de construir. 0in em!ar#o( no es óptimo a *ue tiene unas p/rdidas en la !anda de paso superiores a otros sustratos *ue hemos pro!ado)los Arlon. - Li!ra de idrio 2 Al i#ual *ue para el caso del anterior el resultado tiene unas p/rdidas maores *ue para los dos próimos sustratos estudiados. - Arlon GHH ste material es el *ue meores prestaciones nos ha dado. ;n pro!lema radica en el hecho de *ue todas las dimensiones son mu pe*ue"as( lo *ue hace más complicada su 'a!ricación pero esto es al#o *ue ocurre con todos los estratos *ue hemos pro!ado. = por supuesto el inconeniente es su precio - Arlon 1HHH 7os resultados o!tenido son satis'actorios( especialmente por las p/rdidas *ue son prácticamente tan !aas como para ArlonGHH pero por su construcción el precio resultar+a superior. Con este pe*ue"o resumen( lo *ue podemos concluir es *ue( dependiendo de la aplicación podr+amos usar uno de los sustratos )Li!ra de idrio 1 o ArlonGHH todo depender+a de las condiciones( si *uisi/semos tener meores prestaciones no nos importase el precio( decidir+amos por el Arlon GHH. 0in em!ar#o( si la aplicación no precisase de estas necesidades ele#ir+amos la 'i!ra de idrio para la construcción del 'iltro( puesto *ue supondr+a un ahorro.
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