Contexto: Soy un estudiante graduado de física con conocimientos básicos de circuitos, pero la adaptación de impedancia y el dominio de RF están fuera de mi alcance normal. Mi PCB es en realidad de cobre unido a un sustrato cerámico que va en mi cámara de vacío, por lo que conocer los detalles de lo que este circuito está haciendo realmente es importante para el cálculo de los requisitos de disipación de calor, así como porque no voy a ser capaz de modificarlo después de instalarlo en la cámara. No hay ningún elemento de resistencia, toda la resistencia es de las propias trazas de alambre.
Así que mi objetivo es tener ~ 1 Amp pico de corriente pasando a través de mis trazas de PCB a ~ 5 MHz con el fin de tener los campos magnéticos adecuados para el conjunto de placas para actuar como una trampa. Los únicos componentes que tengo son un condensador de sintonía ( compatible con alta tensión ) y luego lo que decida utilizar para mi adaptación de impedancia. Utilizando diferentes condensadores de sintonía para hacer que el circuito resuene a diferentes frecuencias, creo que mi capacitancia parásita es de aproximadamente 4 pF, mi inductancia es de unos 42 uH, y para conseguir que el circuito resuene a 5 MHz utilizo un condensador de sintonía de 20pF.
Mi puerto de "transmisión" es una bobina captadora bobinada que está en la placa cerca de las bobinas de tracción más grandes. Utilizando un analizador de redes, tengo un par de escenarios diferentes que es donde radica mi confusión. Si conecto el circuito a un transformador toroidal 1:1, mi acoplamiento de potencia es bastante malo, mi caída en la reflexión es de sólo -4 dB. sin embargo, el ancho de la resonancia es de 0,1 MHz a 5 MHz, por lo que mi Q es 50. Utilizando \$Q = \omega L/R \$ eso significa que mi resistencia es de 28 ohmios. Sin embargo, aunque cambie mi relación de vueltas, sigo sin poder obtener una mejor transferencia de potencia que una disminución de ~4 dB en la reflexión. ¿Por qué no puedo conseguir un acoplamiento de potencia mejor que éste? ¿Es la inductancia del transformador toroidal el problema? Sin embargo, si utilizo un circuito de adaptación L (condensador a través del puerto de entrada, inductor en serie con la carga, (los valores son 470 nH y 560 pF) puedo obtener -30 dB en la reflexión, pero mi Q desciende a 25. ¿Qué ocurre aquí? ¿Qué es real aquí? Yo pensaría que toda la potencia acoplada tendría que ser disipado en mi bobina, pero ¿por qué es la resistencia aparente se duplicó mediante el uso de la adaptación de impedancia L partido? ¿O es la caída en Q sólo una función de la fuente de ver ahora un aparente 50 ohmios, pero no realmente la conducción que?
Cualquier ayuda o referencia sería muy apreciada, he estado luchando con esto por un tiempo y todos mis compañeros de laboratorio también son físicos, no EE, así que no tenemos mucha experiencia con esto. Gracias.
Edición: aquí está el esquema para el escenario uno: transformador toroidal y 2: circuito L-match
Otra edición: las bobinas reales en cuestión: