Von dem Moment an, als ich mein erstes Smartphone mit Android kaufte, suchte ich nach Anwendungen für dieses Betriebssystem, mit denen ich einfache Arbeitsberechnungen „auf der Handfläche“ durchführen konnte. Eine dieser Anwendungen wird diskutiert.
Die Rechenleistung moderner Smartphones ist einfach unglaublich. Und ich wollte diese Computerressourcen unbedingt nutzen, um Arbeitsberechnungen durchzuführen. Lassen Sie einfach, aber unbedingt nützlich und notwendig.
Lange Zeit habe ich in der Weite von Google Play und anderen Ressourcen nach einem Tool gesucht, das meine Anforderungen erfüllt. Und irgendwann war die Suche erfolgreich - ich fand die
RF & Microwave Toolbox . Es sollte beachtet werden, dass der Schöpfer dieser wunderbaren Anwendung der Entwickler von Mikrowellengeräten ist ("
HF- und Mikrowellenschaltungsdesign "), daher implementiert die Anwendung wirklich nützliche und beliebte Funktionen. Der Entwickler selbst sagt Folgendes zu seiner Anwendung:
"Dies ist die beste und fortschrittlichste Toolbox für Hochfrequenzelektronik für Mikrowellendesigner, HF-Profis, EMV-Techniker, Funkamateure, Studenten, Astronomen und elektronische Hobbyisten."
Das heißt, Das Publikum ist ziemlich breit und es sind nicht nur Funkingenieure, sondern auch Funkamateure, technische Spezialisten auf dem Gebiet der EMV, Studenten, Astronomen und Menschen, für die Funkelektronik ein Hobby ist.
Die Anwendungsoberfläche sieht ziemlich übersichtlich aus und stellt eine Kachel dar, von der jeder „Baustein“ zu einem separaten „Taschenrechner“ führt (Berechnung oder Werkzeug - „Werkzeug“). Auf dem Bildschirm meines Smartphones passen drei Seiten mit einer Reihe von "Taschenrechnern":
Seite 1
Seite 2
Seite 3Auf jeder Seite gibt es ungefähr 30 verschiedene Instrumente, auf drei - fast 90! Daher werde ich nicht über jedes Werkzeug einzeln sprechen, sondern nur über diejenigen, die ich oft selbst benutze. Den Rest können Sie selbst lernen.
Mal sehen, was da ist ...
1. Grenzwerte für Fehlanpassungsfehler - die mit dem Nichtübereinstimmungsfehler verbundene Streuung.
Das
VSWR der Quelle und der Last in dem angegebenen Abschnitt wird eingeführt und das maximale und minimale VSWR in der Leitung sowie eine Reihe zugehöriger Eigenschaften (Rückflussdämpfungen, Amplituden- und Phasenfehler) berechnet.
2. Reflektometer -
Reflektometer (auf dem VSWR-Symbol).
Das Eingabefeld kann in der linken Spalte ausgewählt werden. Im Beispiel im Bild wurde das VSWR-Feld (= 2) ausgewählt und die Berechnung durchgeführt:
- Rückflussdämpfung - Rückflussdämpfung (S11-Modul in dB);
- Mismatch-Verlust - Mismatch-Verlust (es ist ersichtlich, dass nur aufgrund des Mismatch-Verlusts 0,5 dB beträgt);
- Reflektierte Leistung - reflektierte Leistung (es ist ersichtlich, dass bei VSWR = 2 mehr als 10% der Nutzleistung in der "Rückgabe" reflektiert werden).
Nachfolgend sind die Werte des Reflexionskoeffizienten (G ist das Modul und die Phase, der Real- und Imaginärteil), der Last und der Leitfähigkeit aufgeführt.
3. Strom- und Spannungswandler - Umrechnung von Leistungseinheiten in Spannungs- und Stromeinheiten sowie umgekehrt.
Auf dem dargestellten Bild wurde eine Umrechnung von logarithmischen Leistungseinheiten (dBm) durchgeführt. Es ist zu beachten, dass die Berechnung standardmäßig für einen Widerstand von 50 Ohm erfolgt.
4. Wellenlänge - Berechnung der Wellenlänge.
Es wird für die gegebenen Frequenz- und Mediumparameter durchgeführt (bestimmt durch den Wert der relativen Dielektrizitätskonstante εr). Die Ausgabe ist die Wellenlänge und ihr Anteil (1/2, 1/4, 1/8, 1/10), die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Medium (v) und die Dauer der Schwingungsperiode (τ).
Ich habe vergessen zu sagen, dass jede Berechnung ihre eigene Hilfe hat (Fragezeichen in der oberen rechten Ecke des Bildschirms), wo Sie sehen können, anhand welcher Formeln die Berechnung durchgeführt wird und wie der „Taschenrechner“ richtig verwendet wird.
Bei Bedarf können Sie die Berechnung als Vorlage speichern, damit Sie später schnell darauf zurückgreifen können.
5. Patch-Antenne - Planare „Patch“ -Antenne (dh eine
rechteckige Patch-Antenne mit Mikrostreifen und einem „Inset-Feed“ -Schema ).
Nicht anders erschien diese Berechnung für diejenigen, die an der Entwicklung planarer Antennenarrays für Teilnehmerterminals von 5G-Netzen beteiligt sind :) Obwohl ... in vielen Antennenlösungen eine rechteckige Patchantenne verwendet wird - von Kommunikations- und Datenübertragungssystemen verschiedener Frequenzbereiche bis hin zu Autoradaren (24 und 77 GHz). Sowohl in einer einzigen Form als auch in Form von Arrays (Gittern).
Neben der Berechnung der Patchantenne gibt es auch eine Anleitung zu den beliebtesten Materialien für Leiterplatten (einschließlich
Rogers ).
Das ist sehr praktisch, weil Sie müssen sich diese Daten nicht merken oder irgendwo danach suchen. Stöbern Sie einfach in der Liste und wählen Sie das am besten geeignete Material.
Natürlich zählt dieses Tool das Strahlungsmuster (NAM) nicht. Wenn Sie sich jedoch dafür interessieren, welcher Antennentyp eine solche Antenne hat, können Sie beispielsweise
hier nachsehen.
6. IP3 - Berechnung des Schnittpunkts 3. Ordnung (oder Bestimmung des Ausmaßes der
Intermodulationsverzerrung 3. Ordnung).
Ehrlich gesagt bin ich hier immer verwirrt, weil Der praktische Wert von IP3 entgleitet mir ständig. Es ist für mich einfacher, mit der Intermodulationsverzerrung 3. Ordnung (IMD 3) zu arbeiten. In der ausländischen Fachliteratur wird jedoch in der Regel IP3 angegeben. Und deshalb ist ein solches Werkzeug für mich nur ein Fund, weil Auf der „Handfläche“ können Sie, ohne sozusagen von der Registrierkasse abzuweichen, sofort den IMD-Pegel 3. Ordnung am Ausgang des aktiven (
nichtlinearen ) Schaltkreises schätzen. Für den HF-Pfad ist dies ein wichtiger Indikator, der in der Leistungsbeschreibung (TOR) erörtert wird.
7. Radarquerschnitt (
RCS ) - effektive Streufläche (oder Fläche) (
EPR ).
Das obige Bild zeigt ein Beispiel für die EPR-Berechnung für einen tetraedrischen Reflexionswinkel mit der Seitenlänge L. Ähnliche Winkel werden zum Testen von Prototyp-Radaranlagen verwendet, wenn ein Test- „Ziel“ mit einem bestimmten EPR-Wert benötigt wird. Und so wie ich es verstehe, ist auch der Autor und Schöpfer von RF und Microwave ToolBox auf dieses Problem gestoßen :)
Neben dem Tetraeder gibt es andere Konfigurationen von Ecken, und es gibt auch eine Kugel, einen Zylinder und einen flachen Reflektor (flache Platte).
8. Mikrostreifenleitung - Berechnung der
Wellenimpedanz (
Impedanz ) einer
Mikrostreifenleitung (asymmetrische Streifenleitung).
Dies ist eine Aufgabe, der sich jeder stellen muss, der Geräte mit PCB-Technologie entwickelt. Nicht nur im HF- oder Mikrowellenbereich, sondern auch bei niedrigeren Frequenzen. Es gibt zwei Berechnungsmodi - Synthese und Analyse. Das heißt, Sie können die erforderlichen Impedanz- und Substratdaten angeben, um die Geometrie der gewünschten Linie zu erhalten. Sie können die vorhandene Liniengeometrie analysieren und den Impedanzwert für diese Linie ermitteln.
Es gibt auch ein eingebautes Verzeichnis der beliebtesten Materialien für Leiterplatten (PP)
Und es gibt auch ein Verzeichnis der Hauptleiter: Kupfer, Gold und Silber, d.h. jene Materialien, die bei der Herstellung von PP weit verbreitet sind.
9.
Hauttiefe -
Hauteffekt (genauer gesagt die Tiefe des Hauteffekts).
Die Idee ist einfach: Je höher die Frequenz, desto näher sind die Ströme an der Oberfläche des Leiters. Und um zu verstehen, wie tief die HF-Ströme eindringen, wurde dieser Rechner erstellt.
10. Koppler und Transformatoren - Dies ist ein ganzer Abschnitt, der sich mit
Abgriffen ,
Teilern und
Transformatoren (Wandlern) befasst, einschließlich und
Baluns (Balun).
In diesem Abschnitt können Sie eine ganze Reihe von Büchern und Artikeln mit Erklärungen und Berechnungen schreiben :) Daher werde ich nur einige Beispiele nennen.
Wilkinson-Teiler - Wilkinson (Wilkinson)
-Teiler oder
Ringkraftteiler .
Diese Teilerschaltung ist in vielen Anwendungen weit verbreitet und sehr beliebt.
Der Richtungskoppler mit Mikrostreifen-gekoppelter Leitung ist ein
Richtungskoppler auf verbundenen Mikrostreifenleitungen.
Dies ist nicht nur ein Teiler, sondern ein Richtungskoppler auf verbundenen Mikrostreifenleitungen (die Länge der verbundenen Leitungen beträgt etwa 1/4 der Wellenlänge). Das heißt, verzweigt einen Teil des Signals, das entlang der Übertragungsleitung in eine bestimmte Richtung verläuft. Es kann zum Beispiel verwendet werden, um das Vorhandensein eines Signals zu erfassen und seinen Pegel zu bestimmen. Das Gerät scheint einfach zu sein, aber es gibt so viele Modifikationen und Verwendungszwecke, dass Sie ein ganzes Buch schreiben können.
Damit ist die Geschichte über den Abschnitt Koppler und Transformatoren abgeschlossen. Wenn Sie interessiert sind, machen Sie Ihre eigene Untersuchung.
11. TRL CalKit (
Calibration Kit ) - Berechnung der Kalibrierungsmaßnahmen für den
TRL- Standard.
Die Berechnung kann für
Mikrostreifenleitungen , Streifenleitungen, koplanare Wellenleiter (
CPW ) und koplanare Wellenleiter mit Grundpolygon (GCPW) durchgeführt werden.
Diese Sache ist ziemlich spezifisch, aber notwendig für alle, die an der Entwicklung von planaren Mikrowellengeräten (oder Geräten, die auf einer Leiterplatte im Mikrowellenpfad montiert sind) mit ihrer anschließenden
Charakterisierung unter Verwendung eines
Vektornetzwerkanalysators (VAC) beteiligt sind.
Bei Interesse finden Sie hier
einige Informationen zur TRL-Kalibrierung .
12. Leistungsrechner (dBm) - ein Taschenrechner, mit dem Sie die resultierende Leistung mehrerer Signale (bis zu vier) unter Berücksichtigung der Phasen berechnen können.
Der Vorteil ist, dass Sie Pegel in dBm hinzufügen können. Das heißt, Es ist nicht erforderlich, von logarithmischen Einheiten in lineare Einheiten und umgekehrt zu übersetzen. Auch hier ist es praktisch, wenn Sie die Auswirkung der Phase auf den resultierenden Wert des Signalpegels berücksichtigen können.
13. PI- und TI-Dämpfungsglieder - Berechnung der Abschnitte „P“ und „T“ der
Dämpfungsglieder .
Die Abschnitte "P" und "T" der Dämpfungsglieder werden sowohl für die Konstruktion fester als auch für abstimmbare Dämpfungsglieder verwendet. Sie können einzeln oder als Teil ziemlich komplexer Schaltkreise verwendet werden (z. B. in digital abstimmbaren Dämpfungsgliedern oder
AGC-Systemen ).
Und dies ist nur ein kleiner Teil der Werkzeuge, die in der RF- und Mikrowellen-Toolbox enthalten sind.
Ich stelle fest, dass ich diese Anwendung seit mehreren Jahren verwende. Und in all den Jahren, in denen sich die Anwendung entwickelt hat, erscheinen neue Funktionen und Fähigkeiten.
Neben der kostenpflichtigen Vollversion der
RF & Microwave Toolbox gibt es auch eine Version der
RF & Microwave Toolbox Lite - eine Testversion mit kleinen Funktionen. Vielleicht hat jemand genug "leichte" Funktionalität. Wenn Sie nur ein Tool und nicht die gesamte Toolbox benötigen, können
Sie aus einer Vielzahl von Dienstprogrammen auswählen , von denen die meisten kostenlos sind.
PS Lieber Habravchane, vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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