Способ калибровки контактного устройства Советский патент 1984 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения элемен тов волновой матрицы рассеяния или передачи навесных элементов и плана ных неодноролностей полосковых линий передачи, Известен способ калибровки контактного устройства, при котором регистрируют комплексное отношение падающих и отраженных волн на входных г 8аничыых сечениях контактного устройства и тем caNejM позволяют охарактеризовать«волновые параметры ;элементов вместе с контактным устройством. Исключение влияния контак ного устройства на результаты измерения Достигается его калибровкой с .помощью известных эталонных мер Cl Недостатком этого способа явля-, ется необходимость аттестации микрб полосковых нагрузок и мер волнового сопротивления. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ калибровки контактного устройства, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиальнополосковых переходов с контактными узлами,, включающий измерение коэффи циента отражения на входе и выходе контактного устройства при последов тельном- подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полос ковых линий с произвольным волновым сопротивлением ZQ, длины которых отличаются на величину, лежащую в пределах Л/8-ЗЛ/8, где /1 - длина во ны в отрезке полосковой линии, и оп ределении параметров контактного устройства 2. Однако известный способ не обесп чивает высокую точность измерений. Цель изобретения - повышение точ ности, измерений. Дпя достижения поставленной цели согласно способу калибровки контакт ногЪ .устройства, состоящего из двух последовательно соединенных к&аксиально-полосковых переходов с контак ными узлами/ включающему измерение коэффициента отражения на входе и выходе контактного устройства при последовательном подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произвольным волновым сопротивлением ZQ , длины, которых отличаются на величину, леж щую в пределах Д/8-ЗД/8, где Д - дли на волны в отрезке полосковой линии и определение параметров контактного устройства, дополнительно между контактными узлами коаксиальнополосковых переходов включают отрезок полосковой линии произвольной длины с произвольным известным вол новым сопротивлением измеряют элементы волновой матрицы передачи контактного устройства с подключенным к нему отрезком полосковой линии, а параметры калибруемого контактного устройства определяют с етом измеренных элементов .матрицы передачи. На чертеже приведена конструкция устройства, реализующего способ. Способ -реализуется следующим образом. На подложке из диэлектрического материала 1 формируются калибровочные меры в виде четырех открытых на конце отрезков полосковых линий 2, отличающихся по длине на величину 2, проходной секции 3, в. виде отрезка полосковой линии и отрезка полосковой линии 4 с исследуемым навесным или планарным элементом 5. Цикл выполняемых измерительных операций, разбивается на три этапа. . На первом этапе выполняется измерение коэффициентов отражения f и р| во входных сечениях контактного устройства при поочередном подключении первых четырех мер - две к контактным узлам контактного устройства ( р; - коэффициент отражения на первом входе, р- - на втором входе контактного устройства ). На втором атапе к контактным узлам подключается проходная секция 3, соединяющая оба входа контактного устройства и измеряется волновая матрица передачи т контактного устройства с проходной секцией. На третьем этапе к контактным уздам подключается полосковая линия с исследуемыми элементами и измеряется волновая матрица рассеяния s или передачи tT контактного устройства. ; Результаты выполненных измерений позволяют расс читать волновую матрицу .рассеяния 5 или передачу Tj . исследуемого, элемента на границах референсных плоскостей и определить эффективную проницаемость эф постоянную затухания ot и коэффициент отражения от открытого конца полоскозой линии P-J с заданным волновым сопротивлением .,-(f.-J)(fi-fV) . lFrf2)(f3-f4) v tpif: b,,.jc,,,; г,е с.гсч(с,/ъ,.) , , где ft фазовая постоянная, угол, «rct (с./Ъ./ определяется на интервале 0,21Г. . -(-М). Лглп I где С - скорость светаj F - частота, на которрй выподнялись измерения. Из двух значений бзфН выбирается то, которое ближе к расчетной (ожидаемой ) величине эф Соответствую щий корень у используется в дальнейшем расчете 2oi.l п f + Cf , непер. Элементы волновой матрицы передачи СА первого челлрехполюсвика погрешности расчитываются следующим образом А,, , , 21 JiV(frMli. (PrfzPrf2-f3 B,(p-,(frf2)) cr-fr(h Элементьг волновой матрицы передач CB второго четырехполюсника погреш ности расчитываются аналогично с ис пользованием формул для А,,, В и Сд с той лишь разницей, что р,-- необходимо заменить на 5ч индексы 1 ,на 2. В УгТЛсрАГв, 21 11 22 2 / Коэффициент отражения Г от открытого конца полосковрй линии определяется из соотношения С,ГЛ,8, r,t. -(,), где у di + ) Е эф . Знак + или - надо выбирать та чтобы выполнялось условие Pg( По известным матрицам (т или ( и Т-матрицам четырехполюснико погрешности и вJ.вычисляется т либо fS3 матрица измеряемого элемента n W-HM; , ,,, где , LB - обратные Т-матрица четырехполюсников погрешности . а . 2 « ГА,2 М о Вгз После расчета Т либо 3 - матриц исследуемых объектов, их волновые параметры могут быть охарактеризованы по любым референсным плоскостям (например, на граничных сечения элементов ) с помощью известного преобразования т и SJ и заданных .смещений референсных плоскостей. Выбор удлинения 2 и частот F, На которых выполняют измерения, осуществляется с помощью соотношений г/с откуда следует, что отнсяиение верхней Fg и нижней FK границ частного диапазона составляет величину РВ/Р„ З. Преимуществом предлагаемого способа измерения СВЧ элементов по сравнению с известными является отсутствие какой-либо априорной информации о параметрах используемых калибровочных мер, и возможность, а также получение более точной информации не только об исследуемом элементе, но и о тракте, в котором он установлен. Точность калибровки контактного устройства предлагаемым методом определяется лишь точностью измерения комплексного отношения обратной и прямой волны на граничных сечениях контактного устройства постоянстасэм поперечных размеров полрсковой линии и диэлектрической проницаемости используемых подложек, а также воспроизводимостью характеристик контактного устройства при смене калибровочных мер.

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ КОНТАКТНОГО УСТРОЙСТВА, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиально-полосковых переходов с контактными узлами, включающий измерение коэффициента отражения на входе и выходе контактного устройства при последовательном подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произволь/ным волновым сопротивлением ZQ , -длины которых отличаются на величину, лежащую в пределах Д/8-ЗД/8, где Д - длина волны в отрезке полосковой линии, и определение параметров контактного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно между контактными узлами коаксиально-полосковых переходов включают отрезок полосковой линии произвольной длины с произвольным известным волновым сопротивлением (Л 2о и измеряют элементы волновой матрицы передачи контактного устройства . с подключенным к нему отрезком полосковой линии, а параметры калибоу.емого контактного устройства определяют с учетом измеренных элементов матрицы передачи. 00 4 О СО