Способ определения @ -параметров свч-четырехполюсника
Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений S-параметров нелинейных СВЧ-четьфехполюсников и упрощение калибровкио Устройство, реализующее способ, содержит измерительный блок 1, состоящий из синфазного и 90 расщепителей 2 и 3 напряжения, фазовые детекторы 4 и 5, АЦП 6, СВЧ-генератор 7, направленные ответвители 8, 12 и 17, смесители 9 и 18, рассогласованные нагрузки 10 и 11, переключатели 3 и 15, аттенюатор 14, СВЧ-четырехполюсник 16 (исследуемьй)гетеродин 19, блок 20 фазовой автоподстройки частоты , управляюще-вычислительный блок 21. 1 ил. го со 00 Ot)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) П1) 4 С 01 R 27/32
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3?48470/24-9 (22) 01.06.84 (46) 23.03.87. Бюл. В 11 (72) И. И. Чупров (53) 621.317.348(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 951181, кл, С 01 R 27/04, 1980.
Electronic Instruments and Systems. Каталог фирмы Hewlett Parkard, 1983, р. 458, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ $-ПАРАМЕТРОВ
СВЧ-ЧЕТЪ|РЕХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений $-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощение калибровки. устройство, реализующее способ, содержит измерительный блок 1, состоо яший из синфазного и 90 расщепителей
2 и 3 напряжения, фазовые детекторы
4 и 5, АЦП 6, СВЧ-генератор 7, направленные ответвители 8, 12 и 17, смесители 9 и 18 рассогласованные нагрузки 10 и 11, переключатели )3 и
15, аттенюатор 14, СВЧ-четырехполюсник 16 (исследуемый) гетеродин 19, блок 20 фазовой автоподстройки частоты, управляюще-вычислительный блок 21 °
1 ил.
1298693
Ь!
А = — = Й! в !!
<<)
К, Г, 1 -p,Ã, Ъ
Я!
a, при а =Г
Ъг
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерителях комплексных коэффициентов передачи (Б-параметров)
СВЧ-четырехполюсников (цепей).
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений Б-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощение калибровки. Ю
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения Б-параметров СВЧ-четырехполюсника.
Устройство содержит измерительный блок 1, cocTQHIDHH H3 синфазногo H
90-градусных расщепителей 2 и 3 напряжения, фаэовые детекторы 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, СВЧ-генератор 7, направленньй ответвитель (НО) 8, смеситель 9, первую 10 и вторую 11 рассогласованные нагрузки, НО 12, переключатель
13, аттенюатор 14, переключатель 15, СВЧ-четырехполюсник 16 (исследуемый), НО 17, смеситель 18, гетеродин 19, блок 20 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), управляюще-вычислительный блок 21, 4
Способ определения Б-параметров
СВЧ-четырехполюсника реализуется следующим образом.
Блок 21, представляющий собой настольную 3ВМ, микропроцессорную систему или другое подходящее:вычисли- 35 тельное устройство, выдает команду, по которой на выходе СВЧ-генератора 7 устанавливается измерительный сигнал необходимой частоты. К аттенюатору
14 с помощью переключателя 13 подклю- О чается рассогласованная нагрузка 10.
При этом на вход смесителя 9 поступает сигнал, пропорциональный падающей волне а,< а сигналы с выходов вторичных трактов НО 12 и 17, коммутируемые с помощью переключателя 15, пропорциональны отраженным волнам Ъ, и
Ъг соответственно. После преобразования сигналов в смесителях 9 и 18 и их измерения в блоке 1 в память блока 21 записываются результаты измерения, равные
Бг!
<1-$. Г гг ъ! (r
«
d +, (4) 1 - р!
А а!
В - + ч2
Ъ2 - Я $
1 при аг=Г4 Ь
Г = Б„+ г т (6)
1-$22 Г„ где à — значения коэффициента отра4 жения рассогласованной нагрузки 11, трансформированное через аттенюатор 14 и
НО 17 в плоскость выхода
СВЧ-четырехполюсника 16.
В систему уравнений (1) — (6) кроме парамеTpoa S„ Бг, S„ H S2 измеряемого четырехполюсника, входят восемь комплексных коэффициентов
<3 К y p
Путем решения системы уравнений (1) †(6) при известных коэффициентах (7) определяются все четыре S-параметра (Бп, Бг<, S,q и $ ) измеряемого четырехполюсника.
Калибровка осуществляется следующим образом.
С помощью одного из известных способов определяют Р,, d, и К,, входящие в уравнения (1) и (4), например проводят измерения коэффициентов отражения (Г ) короткозамыкателя, подключенного через отрезок где à — значение коэффициента отраэ жения рассогласованной нагрузки 10, трансформированное через аттенюатор 14 и
НО 17 в плоскость выхода
СВЧ-четырехполюсника 16, Затем по команде из блока 21 к аттенюатору 14 с помощью переключателя.
13 подключается рассогласованная нагрузка 11 и снова. измеряются отноше b< Ъг ния волн — и —, которые в этом в случае равны I869. 3 4 и E, . На этом заканчивается процесс калибровки, а результаты вычислений коэффициентов
0 9 nг Г Г4 f < авто матически записываится в память блока 21.
Таким образом, все четыре измерения (А а F, А4, В4 ), по результатам которых определяются параметры Я«
f0
0 SI<, S< и S, проводятся при одном и том же значении падающей волны
a, = а„„ . При этом допустимое для СВЧ-четырехполюсника 1б значение амплитуды волны аг}, равной <а = А b
15 где А †. коэффициент передачи аттенюатора 14, обеспечивается выбором соответствующего значения ослабления регулярного волновода (m Г, согласованной нагрузки (Г ) и согласо6 ванной нагрузки, подключенной через отрезок регулярного волновода (m Г6 ) где m — коэффициент передачи отрезка регулярного волновода. Результаты измерений соответственно равны
A = а +
< 1-р Г, г
К!m Гб
5 < 1 — ошг Г
< < 5 (8) К Г аттенюатора 14.
А = й, +
20 Формула изобретения
Решения системы уравнений (8} с помощью блока 21 при заданных значеСпособ определения S-параметров ниях Г и m позволяет определить зна5 СВЧ-четырехполюсника, включающий почения коэффициентов Й<, К< m О, ° дачу на вход СВЧ-четырехполюсника
Затем подключают НО 17 нейосредст 25 электромагнитной волны, измерение венно к НО 12 и измеряют отношения посредством анализатора СВЧ-цепей
Ъ| Ъг
IIPH подключенной к aT- отношения А электромагнитной волны, а а.
< отраженной от входа СВЧ-четырехполюс тенюатору 14 рассогласованной наника, к падающей электромагнитной грузке 10, равные 30 к, г
= < < 1 1. р
В5=Я + 1 j) r ) (9) 35
К< ° Г4
+1 Г в p, „ (10) 45 I -D гг Г Г.р
Д
В6 < + 1 r) (11) 55 <г — 8г<
1-Б Г
s„= r„
В, Из системы уравнений (9) — (11) при известных К<, d.< и p,, находят а также отношения при подключенной к выходу аттенюатора 14 рассогласованной нагрузке 11, равные
Дополнительно измеряют отношение
Ъг волн — при разорванной измеритель- 50
8. < ной цепи (НО 17 отключен от HO 12}.
Результат измерений в этом случае равен волне и отношение В к электромагнит ной волне, прошедшей через СВЧ-четырехполюсник, к падающей электромагнитной волне, о т л и ч а ю щ и йс я тем,,что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерений S-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощения калибровки, отношения А и, В измеряют при подключении к выходу
СВЧ-четырехполюсника последовательно двух нагрузок с различными значениями коэффициента отражения, а S-параметры определяют по формулам
1298693
Составитель P. Кузнецова
Редактор Н. Бобкова Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов
Заказ 885/48
Тираж 731 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,, ул. Проектная, 4
К,, о,, d — соответственно коэффициенты передачи от ражения и направленности анализатора
СВЧ-цепей в режиме измерения параметра 1 «
- соответственно коэф- фициенты передачи анализатора СВЧ-цепей в решении измерения параметра Б „ при подключении к выходу СВЧ-четырехполюсника нагрузок с коэффициентами отражения Г, Г„ соответственно, E — коэффициент направленности анализатора СВЧ-цепей в режиме измерения параметра Б,;, А, В„ 9< — значения отношений
А и В при подключении к выходу СВЧ-четырехполюсника нагрузок с коэффициентами отражения Г
Г соответственно.
