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Stub Lambda/4 e Lambda/2

Aperto da trodaf_4912, 29 Settembre 2021, 13:36:54

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trodaf_4912

Qualche giorno fa' ho letto un articolo su una rivista di elettronica molto nota dove vengono descritti gli "stub" e cioe' filtri realizzati in cavo coassiale per una frequenza specifica.
Nell'articolo viene descritto l'utilizzo di un vna per la taratura di questi filtri. Nulla da die, e' corretto, ma se si possiede un analizzatore di antenna con la sola porta DUT e' possibile eseguire la taratura anche in questo caso. Come fare ? io utilizzo lo stesso metodo per la  taratura delle trappole e cioe' sul ramo del T, invece she inviare il segnale all a porta DET io inserisco una resistenza da 50OHm antinduttiva.
Il risultato e' il medesimo e i parametri da controllare sono il return loss e l'swr.
Innanzitutto vediamo da dove derivano le definizioni stub Lambda/4 e Lambda/2 aperti e chiusi.  Ipotizziamo che il carico sia ZL=50OHm e utilizziamo una linea di alimentazione senza perdite della medesima impedenza caratteristica Zc=50OHm. Indipendentemente dalla lunghezza della linea di alimentazione la Zin in ingresso rimarra' sempre 50OHm.

Vediamo la situazione dulla carta di Smith

Come di vede la Zin e' sempre 50OHm indipendentemente dalla frequenza e dalla lunghezza della linea di trasmissione.
A questo punto vediamo da dove deriva l'asserzione che uno stub Lambda/4 aperto all'estremita'  e posto in parallelo al carico ZL si comporta come filtro elimina banda e cioe' un notch filter.
La carta di Smith e' un grafico dove la rotazione di 360 gradi corrisponde a Lambda/2 e cioe' 180 gradi elettrici e Lambda/4 corrisponde a 90 gradi elettrici.
Usando l'esempio che e' riportato sulla rivista, si vuole eliminare la frequenza di 98MHz.
Utilizziamo uno stub aperto Lambda/4 e vediamo che succede. Lambda/4 significa come detto una rotazione di 90 gradi rispetto al punto di origine ZL=50OHm.

Come si vede nel riquadro Transmissionline data La lunghezza elettriva in Lambda e' 0.203 e i gradi sono 73 corrispondenti ad una lunghezza delloo stub di 408mm. Quello che si deve fare e' impostare 90 gradi elettrici e automaticamente la lunghezza dello stub assumera' la lunghezza corretta relativa a 0.250 e cioe' Lambda/4.

Come si vede la Zin=0OHm alla frequenza di 98MHz. In pratica tale frequenza viene eliminata dalla ricezione. Vediamo, attraverso il diagramma di Bode la situazione

Come si vede a 98MHz abbiamo una attenuazione oltre a -50dB ed inoltre troveremo l'attenuazione anche sulle sue armoniche dispari 294MHz e 490MHz. Fino a 50MHz l'attenuazione e' trascurabile poi avvicinandosi ai 98MHz aumenta. Da 147 MHz a 252MHz l'attenuazione e' trascurabile.
Poiche il programma che uso non mi permette di simulare uno stub Lambda/4 in cortocircuito all'estremita' che dovrebbe comportarsi come un passa banda, allora utilizzo uno stub Lambda/2 aperto in quanto il comportamento e' il medesimo.
Abbiamo detto che Lambda/2 corrisponde a 180 gradi e allora, sempre mantenendo fissa la frequenza a 98MHz, utilizziamo tale stub e vediamo cosa risulta.


Come si puo leggere nella maschera Transmission line data, adesso la lunghezza elettrica espressa in <lambda e' 0.500 e cioe' Lambda/2 poiche' ho impostato 180 grdi nella casella relativa. La lunghezza dello stub siventa 1.01 metri e la Zin a 98MHz diventa 50OHm. In questo caso quindi tale frequenza verra' lasciata passare come risulta dal seguente diagramma di Bode

Termino qui e ringrazio chi ha avuto la pazienza di seguirmi fino alla fine.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


trodaf_4912

#1
Scusate ma non riesco a rimpicciolire le immagini se non a costo di perdere risoluzione. Per chi vuole vederle completamente basta che le salvi e poi le apra normalmente  una ad una.
In ogni caso allego il documento stub.pdf
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