Desde el momento en que compré mi primer teléfono inteligente con Android, estaba buscando aplicaciones para este sistema operativo que me ayudaran a hacer cálculos de trabajo simples "en la palma". Se discutirá una de estas aplicaciones.
El poder computacional de los teléfonos inteligentes modernos es simplemente increíble. Y realmente quería usar estos recursos informáticos para realizar cálculos de trabajo. Deje simple, pero necesariamente útil y necesario.
Durante mucho tiempo navegué por la inmensidad de Google Play y otros recursos en busca de una herramienta que satisfaga mis solicitudes. Y en algún momento, la búsqueda fue exitosa: encontré la
Caja de herramientas de RF y microondas . Cabe señalar que el creador de esta maravillosa aplicación es el desarrollador de dispositivos de microondas ("
diseño de circuitos de RF y microondas "), por lo tanto, la aplicación implementa funciones realmente útiles y populares. El desarrollador mismo dice lo siguiente sobre su aplicación:
"Esta es la mejor y más avanzada caja de herramientas de electrónica de alta frecuencia para diseñadores de microondas, profesionales de RF, técnicos de EMC, radioaficionados, estudiantes, astrónomos y aficionados a la electrónica".
Es decir La audiencia es bastante amplia y no solo se trata de ingenieros de radio, sino también de radioaficionados, especialistas técnicos en el campo de EMC, estudiantes, astrónomos y aquellas personas para quienes la electrónica de radio es un pasatiempo.
La interfaz de la aplicación parece bastante concisa, representando un mosaico, cada uno de los cuales lleva a una "calculadora" separada (cálculo o herramienta - "herramienta"). En la pantalla de mi teléfono inteligente cabe tres páginas con un conjunto de "calculadoras":
página 1
página 2
página 3En cada página hay unos 30 instrumentos diferentes, en tres, ¡casi 90! Por lo tanto, no hablaré sobre cada herramienta por separado, sino solo sobre aquellas que uso con frecuencia. Puedes aprender el resto tú mismo.
Veamos que hay ahí ...
1. Límites de error de desajuste: la extensión asociada con el error de desajuste.
Se introduce el
VSWR de la fuente y la carga en la sección especificada y se calcula el VSWR máximo y mínimo en la línea, así como una serie de características asociadas (pérdidas de retorno, errores de amplitud y fase).
2. Reflectómetro:
reflectómetro (en el icono VSWR).
El campo de entrada se puede seleccionar en la columna izquierda. En el ejemplo de la imagen, se seleccionó el campo VSWR (= 2) y se realizó el cálculo:
- Pérdida de retorno: pérdida de retorno (módulo S11 en dB);
- Pérdida de desajuste: pérdida de desajuste (se puede ver que solo debido a la pérdida de desajuste es 0.5 dB);
- Potencia reflejada: potencia reflejada (se ve que con VSWR = 2, más del 10% de la potencia útil se refleja en el "retorno").
A continuación se muestran los valores del coeficiente de reflexión (G es el módulo y la fase, la parte real e imaginaria), la carga y la conductividad.
3. Convertidor de potencia y voltaje: conversión de unidades de potencia a unidades de voltaje y corriente, así como viceversa.
En la imagen presentada, se realizó una conversión de unidades de potencia logarítmica (dBm). Debe recordarse que, por defecto, el cálculo se realiza para una resistencia de 50 ohmios.
4. Longitud de onda: cálculo de la longitud de onda.
Se realiza para la frecuencia dada y los parámetros medios (determinados por el valor de la constante dieléctrica relativa εr). La salida es la longitud de onda y su fracción (1/2, 1/4, 1/8, 1/10), la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el medio (v) y la duración del período de oscilación (τ).
Olvidé decir que cada cálculo tiene su propia ayuda (signo de interrogación en la esquina superior derecha de la pantalla), donde puede ver con qué fórmulas se realiza el cálculo, cómo usar la "calculadora" correctamente.
Si es necesario, puede guardar el cálculo como una plantilla para poder volver rápidamente a él más tarde.
5. Antena de parche: antena plana de “parche” (es decir, una
antena de parche rectangular microstrip con un esquema de alimentación de “alimentación insertada” ).
De lo contrario, este cálculo apareció para aquellos involucrados en el desarrollo de matrices de antenas planas para terminales de abonado de redes 5G :) Aunque ... se utiliza una antena de parche rectangular en muchas soluciones de antena, desde sistemas de comunicación y transmisión de datos de varios rangos de frecuencia hasta radares de automóviles (24 y 77 GHz). Tanto en una sola forma, como en forma de matrices (retículas).
Además de calcular la antena de parche, también hay una guía de los materiales más populares para placas de circuito impreso (incluido
Rogers ).
Esto es muy conveniente porque No es necesario recordar estos datos o buscarlos en alguna parte. Solo ingresé a la lista y elegí el material más adecuado.
Por supuesto, esta herramienta no cuenta el patrón de radiación (NAM). Pero si está interesado en qué tipo de antena tiene dicha antena, puede mirar, por ejemplo,
aquí .
6. IP3: cálculo del "punto de intersección de tercer orden" (o determinación del nivel de
distorsión de
intermodulación de tercer orden).
Honestamente, aquí siempre estoy confundido, porque El valor práctico de IP3 se me escapa todo el tiempo. Es más fácil para mí operar con el nivel de distorsión de intermodulación de tercer orden (IMD 3). Pero en la literatura técnica extranjera, como norma, se da IP3. Y por lo tanto, esa herramienta para mí es solo un hallazgo, porque en la "palma", sin apartarse de la caja registradora, por así decirlo, puede estimar inmediatamente el nivel IMD de tercer orden en la salida del circuito activo (
no lineal ). Para la ruta de RF, este es un indicador importante, que se discute en los términos de referencia (TOR).
7. Sección transversal del radar (
RCS ): superficie (o área) de dispersión efectiva (
EPR ).
La imagen de arriba muestra un ejemplo de cálculo de EPR para un ángulo reflectante tetraédrico con longitud lateral L. Se usan ángulos similares para probar instalaciones prototipo de radar cuando se necesita un "objetivo" de prueba con un valor dado de EPR. Y según tengo entendido, el autor y creador de RF y Microwave ToolBox también se encontró con este problema :)
Además del tetraedro, hay otras configuraciones de esquinas, y también hay una esfera, un cilindro y un reflector plano (placa plana).
8. Línea de microstrip: cálculo de la
impedancia de onda (
impedancia ) de una
línea de microstrip (línea de banda asimétrica).
Esta es una tarea que enfrentan todos los que desarrollan dispositivos con tecnología PCB. No solo en el rango de HF o microondas, sino también en frecuencias más bajas. Hay dos modos de cálculo: síntesis y análisis. Es decir Puede especificar la impedancia necesaria y los datos del sustrato para obtener la geometría de la línea deseada. Y puede analizar la geometría de línea existente y obtener el valor de impedancia para esta línea.
También hay un directorio integrado de los materiales más populares para placas de circuito impreso (PP)
Y también hay un directorio de los principales conductores: cobre, oro y plata, es decir. aquellos materiales que se usan ampliamente en la fabricación de PP.
9.
Profundidad de la piel: efecto de la piel (más precisamente, la profundidad del efecto de la piel).
La idea es simple: cuanto mayor es la frecuencia, más cerca están las corrientes de la superficie del conductor. Y para comprender qué tan profundo penetran las corrientes de RF, se creó esta calculadora.
10. Acopladores y transformadores: esta es una sección completa dedicada a los
grifos ,
divisores y
transformadores (convertidores), que incluye y
baluns (balun).
En esta sección, puede escribir una serie completa de libros y artículos con explicaciones y cálculos :) Por lo tanto, solo daré un par de ejemplos.
Divisor Wilkinson -
Divisor Wilkinson (Wilkinson) o
divisor de potencia de anillo .
Este circuito divisor se usa ampliamente en muchas aplicaciones y es muy popular.
El acoplador direccional de línea acoplada por microstrip es un
acoplador direccional en líneas de microstrip conectadas.
Esto no es solo un divisor, sino un acoplador direccional en líneas de microstrip conectadas (la longitud de las líneas conectadas es aproximadamente 1/4 de la longitud de onda). Es decir bifurca parte de la señal que pasa a lo largo de la línea de transmisión en cierta dirección. Se puede usar, por ejemplo, para detectar la presencia de una señal y determinar su nivel. El dispositivo parece ser simple, pero hay tantas modificaciones y usos que puede escribir un libro completo.
Esto concluye la historia sobre la sección de acopladores y transformadores. Si está interesado, haga su propia investigación.
11. TRL CalKit (
Kit de calibración ): cálculo de medidas de calibración para el estándar
TRL .
El cálculo puede llevarse a cabo para
líneas de microstrip , stripline, coplanar waveguide (
CPW ) y coplanar waveguide with ground polygon (GCPW).
Esto es bastante específico, pero necesario para todos los involucrados en el desarrollo de dispositivos de microondas planos (o dispositivos montados en una placa de circuito impreso en el camino de microondas) con su
caracterización posterior utilizando un
analizador de red vectorial (VAC).
Si está interesado, aquí hay
información sobre la calibración TRL .
12. Calculadora de potencia (dBm): una calculadora que le permite calcular la potencia resultante de varias señales (hasta cuatro), teniendo en cuenta las fases.
La conveniencia es que puede agregar niveles expresados en dBm. Es decir no es necesario traducir de unidades logarítmicas a unidades lineales y viceversa. Nuevamente, es conveniente cuando puede tener en cuenta el efecto de la fase en el valor resultante del nivel de señal.
13. Atenuadores PI y TI: cálculo de las secciones "P" y "T" de los
atenuadores .
Las secciones "P" y "T" de los atenuadores se utilizan tanto para el diseño de atenuadores fijos como para los sintonizables. Se pueden usar individualmente o como parte de circuitos bastante complejos (por ejemplo, en atenuadores digitales sintonizables o
sistemas AGC ).
Y esto es solo una pequeña parte de las herramientas que están presentes en la caja de herramientas de RF y microondas.
Observo que he estado usando esta aplicación durante varios años. Y durante todos estos años la aplicación se ha desarrollado, aparecen nuevas funciones y capacidades.
Además de la versión completa de
RF & Microwave Toolbox , que es de pago, también hay una versión de
RF & Microwave Toolbox Lite , una versión de prueba con un pequeño conjunto de funciones. Quizás alguien tenga suficiente funcionalidad "ligera". Si solo necesita una herramienta, y no toda la caja de herramientas, puede
elegir entre un amplio conjunto de utilidades , la mayoría de las cuales son gratuitas.
PD Estimado habravchane, ¡gracias por su atención!
Le agradecería los comentarios en la publicación y los enlaces a herramientas similares que utiliza. Si el tema que le interesa es interesante, marque la casilla o deje un comentario en la publicación. Los comentarios me permitirán comprender si vale la pena escribir sobre otras herramientas.