Desde o momento em que comprei meu primeiro smartphone com Android, eu estava procurando por aplicativos para esse sistema operacional que me ajudassem a fazer cálculos simples de trabalho “na palma da mão”. Uma dessas aplicações será discutida.
O poder computacional dos smartphones modernos é simplesmente incrível. E eu realmente queria usar esses recursos de computação para realizar cálculos de trabalho. Seja simples, mas necessariamente útil e necessário.
Durante muito tempo, naveguei na vastidão do Google Play e outros recursos em busca de uma ferramenta que satisfizesse meus pedidos. E, em algum momento, a pesquisa foi bem-sucedida - eu encontrei a
RF & Microwave Toolbox . Note-se que o criador deste aplicativo maravilhoso é o desenvolvedor de dispositivos de microondas ("
design de circuitos de rf e microondas "); portanto, o aplicativo implementa funções realmente úteis e populares. O próprio desenvolvedor diz o seguinte sobre seu aplicativo:
“Esta é a melhor e mais avançada caixa de ferramentas eletrônicas de alta frequência para projetistas de microondas, profissionais de RF, técnicos da EMC, radioamadores, estudantes, astrônomos e entusiastas de eletrônicos.”
I.e. O público é amplo e não são apenas engenheiros de rádio, mas também amadores de rádio, especialistas técnicos no campo da EMC, estudantes, astrônomos e aquelas pessoas para quem o rádio eletrônico é um hobby.
A interface do aplicativo parece bastante concisa, representando um bloco, cada “tijolo” que leva a uma “calculadora” separada (cálculo ou ferramenta - “ferramenta”). Na tela do meu smartphone cabe três páginas com um conjunto de "calculadoras":
página 1
página 2
página 3Em cada página existem cerca de 30 instrumentos diferentes, em três - quase 90! Portanto, não falarei sobre cada ferramenta separadamente, mas apenas sobre as que eu frequentemente uso. Você pode aprender o resto sozinho.
Vamos ver o que há lá ...
1. Limites de erro de incompatibilidade - a propagação associada ao erro de incompatibilidade.
O
VSWR da fonte e a carga na seção especificada são introduzidos e o VSWR máximo e mínimo na linha é calculado, além de várias características associadas (perdas de retorno, amplitude e erros de fase).
2. Refletômetro -
refletômetro (no ícone VSWR).
O campo de entrada pode ser selecionado na coluna da esquerda. No exemplo da figura, o campo VSWR (= 2) foi selecionado e o cálculo foi realizado:
- Perda de retorno - perda de retorno (módulo S11 em dB);
- Perda de incompatibilidade - perda de incompatibilidade (pode ser visto que apenas devido à perda de incompatibilidade é de 0,5 dB);
- Potência refletida - potência refletida (é visto que com VSWR = 2, mais de 10% da energia útil é refletida no "retorno").
Abaixo estão os valores do coeficiente de reflexão (G é o módulo e a fase, a parte real e imaginária), carga e condutividade.
3. Conversor de potência e tensão - conversão de unidades de energia em unidades de tensão e corrente, e vice-versa.
Na imagem apresentada, foi realizada a conversão de unidades de potência logarítmica (dBm). Deve-se lembrar que, por padrão, o cálculo é feito para uma resistência de 50 ohms.
4. Comprimento de onda - cálculo do comprimento de onda.
É realizado para os parâmetros de frequência e média fornecidos (determinados pelo valor da constante dielétrica relativa εr). A saída é o comprimento de onda e sua fração (1/2, 1/4, 1/8, 1/10), a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no meio (v) e a duração do período de oscilação (τ).
Esqueci de dizer que cada cálculo tem sua própria ajuda (ponto de interrogação no canto superior direito da tela), onde você pode ver por quais fórmulas o cálculo é feito, como usar a “calculadora” corretamente.
Se necessário, você pode salvar o cálculo como um modelo para retornar rapidamente mais tarde.
5. Antena de correção - antena plana de “correção” (ou seja, uma
antena de reticulação retangular com micro-faixa com um esquema de energia de “inserção de inserção” ).
De outro modo, esse cálculo apareceu para os envolvidos no desenvolvimento de matrizes de antenas planares para terminais de assinantes de redes 5G :) Embora ... uma antena retangular seja usada em muitas soluções de antenas - desde sistemas de comunicação e transmissão de dados de várias faixas de frequências até radares de carros (24 e 77 GHz). Tanto em uma única forma, como na forma de matrizes (treliças).
Além de calcular a antena remota, também há um guia para os materiais mais populares para placas de circuito impresso (incluindo
Rogers ).
Isso é muito conveniente porque não é necessário lembrar esses dados ou procurá-los em algum lugar. Basta entrar na lista e escolher o material mais adequado.
Obviamente, essa ferramenta não conta o padrão de radiação (NAM). Mas se você estiver interessado em que tipo de antena possui essa antena, pode procurar, por exemplo,
aqui .
6. IP3 - cálculo do “ponto de interseção de 3ª ordem” (ou determinação do nível de
distorção de
intermodulação da 3ª ordem).
Honestamente, aqui estou sempre confuso, porque o valor prático do IP3 está escapando de mim o tempo todo. É mais fácil para mim operar com o nível de distorção de intermodulação de terceira ordem (IMD 3). Mas na literatura técnica estrangeira, como regra, o IP3 é fornecido. E, portanto, essa ferramenta para mim é apenas uma descoberta, porque na “palma”, sem sair da caixa registradora, por assim dizer, é possível estimar imediatamente o nível IMD de 3ª ordem na saída do circuito ativo (
não linear ). Para o caminho de RF, este é um indicador importante, discutido nos termos de referência (TOR).
7. Seção transversal do radar (
RCS ) - superfície (ou área) efetiva de espalhamento (
EPR ).
A figura acima mostra um exemplo de cálculo de EPR para um ângulo reflexivo tetraédrico com comprimento lateral L. Ângulos semelhantes são usados para testar instalações de radares de protótipos quando é necessário um "alvo" de teste com um determinado valor de EPR. E pelo que entendi, o autor e criador do RF and Microwave ToolBox também se deparou com este problema :)
Além do tetraedro, existem outras configurações de cantos, além de uma esfera, um cilindro e um refletor plano (placa plana).
8. Linha de
micro trecho - cálculo da
impedância de onda (
impedância ) de uma
linha de micro trecho (linha de tira assimétrica).
Essa é uma tarefa que todo mundo que desenvolve dispositivos usando a tecnologia PCB enfrenta. Não apenas na faixa de HF ou microondas, mas também em frequências mais baixas. Existem dois modos de cálculo - síntese e análise. I.e. Você pode especificar os dados de impedância e substrato necessários para obter a geometria da linha desejada. E você pode analisar a geometria da linha existente e obter o valor da impedância para essa linha.
Há também um diretório interno dos materiais mais populares para placas de circuito impresso (PP)
E há também um diretório dos principais condutores: cobre, ouro e prata, ou seja, os materiais que são amplamente utilizados na fabricação de PP.
9.
Profundidade da pele -
Efeito da pele (mais precisamente, a profundidade do efeito da pele).
A ideia é simples - quanto maior a frequência, mais próximas as correntes da superfície do condutor. E para entender a profundidade da penetração das correntes de RF, esta calculadora foi criada.
10. Acopladores e transformadores - esta é uma seção completa dedicada a
torneiras ,
divisores e
transformadores (conversores), incluindo e
baluns (balun).
Nesta seção, você pode escrever uma série completa de livros e artigos com explicações e cálculos :) Portanto, darei apenas alguns exemplos.
Divisor de Wilkinson -
divisor de Wilkinson (Wilkinson) ou
divisor de potência do anel .
Este circuito divisor é amplamente utilizado em muitas aplicações e é muito popular.
O acoplador direcional de linha acoplada por microtira é um
acoplador direcional nas linhas de microtira conectadas.
Este não é apenas um divisor, mas um acoplador direcional nas linhas de microfita conectadas (o comprimento das linhas conectadas é de cerca de 1/4 do comprimento de onda). I.e. ramifica parte do sinal que passa ao longo da linha de transmissão em uma determinada direção. Pode ser usado, por exemplo, para detectar a presença de um sinal e determinar seu nível. O dispositivo parece ser simples, mas há tantas modificações e usos que você pode escrever um livro inteiro.
Isso conclui a história sobre a seção de acopladores e transformadores. Se estiver interessado, faça sua própria investigação.
11. TRL CalKit (
Kit de calibração ) - Cálculo de medidas de calibração para o padrão
TRL .
O cálculo pode ser realizado para
linhas de micro- tira, tira de linha, guia de onda coplanar (
CPW ) e guia de onda coplanar com polígono retificado (GCPW).
Isso é bastante específico, mas necessário para todos os envolvidos no desenvolvimento de dispositivos de microondas planares (ou dispositivos montados em uma placa de circuito impresso no caminho do microondas) com sua subsequente
caracterização usando um
analisador de rede vetorial (VAC).
Se estiver interessado, aqui estão
algumas informações sobre a calibração do TRL .
12. Calculadora adicional de potência (dBm) - uma calculadora que permite calcular a potência resultante de vários sinais (até quatro), levando em consideração as fases.
A conveniência é que você pode adicionar níveis expressos em dBm. I.e. não é necessário traduzir de unidades logarítmicas para unidades lineares e vice-versa. Novamente, é conveniente quando você pode levar em consideração o efeito da fase no valor resultante do nível do sinal.
13. Atenuadores PI e TI - cálculo das seções "P" e "T" dos
atenuadores .
As seções “P” e “T” dos atenuadores são usadas tanto para o design de atenuadores fixos quanto para os ajustáveis. Eles podem ser usados individualmente ou como parte de circuitos bastante complexos (por exemplo, em atenuadores sintonizáveis digitais ou
sistemas AGC ).
E essa é apenas uma pequena parte das ferramentas presentes na caixa de ferramentas de RF e microondas.
Noto que uso este aplicativo há vários anos. E todos esses anos em que o aplicativo foi desenvolvido, novas funções e recursos aparecem nele.
Além da versão completa do
RF & Microwave Toolbox , que é paga, há também uma versão do
RF & Microwave Toolbox Lite - uma versão de teste com um pequeno conjunto de funções. Talvez alguém tenha funcionalidade "leve" suficiente. Se você precisar de apenas uma ferramenta, e não de toda a caixa de ferramentas, poderá
escolher entre um grande conjunto de utilitários , a maioria dos quais gratuitos.
PS Caro habravchane, obrigado pela atenção!
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