SP4ELF, SQ1GQC - przejście falowodowe WR-75/WR-90 wraz z wynikami pomiarów

Szczęściem i nieszczęściem zarazem pasma 3 cm jest to, że jego częstotliwość mieści się w dwóch różnych, zachodzących na siebie popularnych standardach falowodowych WR75 i WR90. Szczęście, gdyż poszerza wybór dostępnych elementów. A nieszczęście dlatego, że zawsze ale to zawsze jak mamy coś w jednym standardzie, to port do którego chcemy to dołączyć jest w tym drugim... Tak było i w tym przypadku. Projekt powstał z inicjatywy Marka SP4ELF. Port oświetlacza policzony był jako WR75 a reszta oczywiście to WR90. Zastanawialiśmy się, czy przejście o niewielkiej długości zapewni odpowiednie parametry. A ponieważ zastanawiać się i dywagować można ile wlezie i zazwyczaj niewiele z tego wynika postanowiliśmy to sprawdzić. Zaprojektowałem przejście o długości 50 mm z falowodem o kształcie ostrosłupa prostokątnego ściętego. Pierwotny projekt zakładał wycięcie falowodu za pomocą elektrodrążarki drutowej. Wykonanie takiego elementu, wymagało by mocno zaawansowanej elektrodrążarki a pochylaniem drutu w dwóch płaszczyznach. Okazało się, że dostęp jest do maszyny która posiada pochylanie tylko w jednej płaszczyźnie. W związku z tym Marek zmodyfikował projekt i planowaną technologię aby przejście wykonać jako dzielone a falowód wykonać za pomocą frezowania. Gotowe przejściówki można było zobaczyć na ostatnim BSM w Fojutowie. Powstał problem weryfikacji poprzez pomiary wykonanych przejściówek. Dysponuję wektorowym analizatorem obwodów obejmującym ten zakres częstotliwości a także kitem kalibracyjnym w standardzie WR90, ale do pomiaru przejściówek pomiędzy standardami potrzebny był dodatkowo kit kalibracyjny standardu WR75. W związku z tym postanowiliśmy zaprojektować i wykonać taki kit. Wprawdzie impulsem do jego powstania były te przejścia, to na pewno przyda się w wielu innych pomiarach. Zaprojektowałem kit, do kalibracji metodą TRL. Ma tą zaletę, że nie wymaga do pracy obciążeń. Wymagany jest jedynie element zapewniający blisko 100% odbicie (zaślepka) oraz odcinek linii o dopasowanej impedancji i określonej długości. Z rozpędu powstał też kit standardu WR90. Kity zostały wycięte na elektrodrążarce drutowej i następnie powierzchnie flansz falowodów były szlifowane. Mając kity można było dokonać pomiarów. Zawsze pomiary DUT'ów z portami o różnych standardach za pomocą VNA stanowią wyzwanie. Zastosowałem opanowaną ostatnio przeze mnie metodę nazywaną "Adapter Removal". Wymaga ona wprawdzie wielu kroków ale daje dobre rezultaty. Łącznie musiałem wykonać cztery kalibracje. Ustanowiłem dwie płaszczyzny kalibracji. Do portu 1 VNA przyłączyłem kablem przejście SMA/WR75 a do portu 2 przejście SMA/WR90. W pierwszym kroku dokonałem prostej jedno-portowej kalibracji portu WR90. Następnie przełączyłem domenę pomiaru VNA na "Time Band-Pass", dołączyłem do portu WR90 przejście WR90/WR75 i jego port WR75 zakończyłem elementem odbijającym (zaślepką). Następnie dokonałem pomiaru odbić w dziedzinie czasu. Wyznaczyłem w ten sposób długość elektryczną przejściówki (wynik ze względu na interpretację przez 8510C jest podwojony - pokazuje drogę sygnału w dwie strony). To pokazuje przydatność reflektometrii w dziedzinie czasu do szybkiego rozwiązania problemów występujących w pomiarach wykonywanych w domenie częstotliwości. Następnie dołączyłem przejście do portu 2 i wykonałem kalibrację TRL portów WR75 (port 1 i port przejściówki). Następny krok to dołączenie przejścia do portu 1 i wykonanie kalibracji TRL portów WR90 (port przejścia i port 2). W kolejnym kroku tworzymy nową kalibrację na podstawie dwóch poprzednich i zmierzonej wcześnie długości elektrycznej przejściówki. W tej nowej kalibracji przejściówka jest matematycznie usunięta i kalibracja ta wprost pokazuje parametry rozproszenia pomiędzy portem WR75 i WR90. Przyłączając na powrót przejściówkę odczytujemy wprost jej parametry. Uważam że wyszła wyśmienicie! Tłumienie miedzy portami na poziomie 0,24 dB. Odbicia od portu WR75 na poziomie -26 dB a od portu WR90 -32 dB. Dość sporo zachodu jak na jedną drobną przejściówkę, ale po pomiarowym zweryfikowaniu przyjetych założeń projekt może być powielony.

  PRZEJDŹ NA FORUM