Способ определения полных входного и выходного сопротивлений СВЧ-транзисторов Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

наца, измеряют входное и выходное сопротивления непосредственно в плоскостях соединения Тс входным и выходным еВЧ-трактами. Способ реализуется с помощью устройства, содержащего СВЧ генераторь 1 и 14,: ферритовый вентиль 2, направленные ответвители 3 и 4 для измерения падающей и отра- мощности, соответственно микИзобретение относится к технике измерений на СВЧ, в частности к способам измерения подньрс входного и выходного сопротивлений СВЧ-траизисто ррв в режиме большого сигнала.

Определение сопротивлений транзистора при заданных условиях его-работы необходимо для последующего расчета сргласукяцих цепей транзисторного СВт -генератора или усилителя мощное- ти. Ввиду тог-р, что измерение S-nar раметров транзистора в режинр большого сигнала затруднено (всх едствие необходамости подачи зондйрукяце го СВЧ сигнала со стороны высокочастот- ной нагрузки при измерениях параметров S, и Sjjj.а расчет входного и выходного сопротивленнй на основе его эквивалентной схем очень неточен, то прямые измерения входного и выход ного сопротивлений в заданнрм режиме работы транзйстрра являются наиболее предпочтительяыми.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения полных сопротивлений СВЧ-транзисторов за счет того, что при измерении полных входного и выходного сопротивлений СВЧ-транзйсто- ра в режиме большого сигнала измеря- ют сопротивления непосредственно в плоскостях соединения транзистора с входным и выходным СВЧ-трактами и какие-либо расчеты трансформации не требуются; форма согласующих трансформаторов может быть теперь произвольной, что позволяет более точно настроить транзистор в режим двустороннего согласования; при измерении автоматически учит юаются параметры входного и выходного СВЧ-трактов (фактически они всегда имеют .)

рополосковые волноводные переходы 5,8 и 12, перестраиваемые согласующие трансформаторы сопротивлений 6 и 7, согласованную нагрузку 9, отрезки микрополосковой лннии 10 и 11, измерительную линию 13, индикатор 15. Измеряемый транзистор 16 питается от , источника 17 через фильтр нижних частот 18. 1 ил.

На ч ертеже приведена схема для измерений входного и выходного сопротивлений транзистора предлагаемым .способом.

Схема состоит из входного, выходного и измерительного СВЧ-трактрв. Входной СВЧ-тракт содержит последовательно включенные СВЧ-генератор 1, ферритовый вентиль 2, направленный ответвитель 3 для измерения падающей мощности, направленный ответвитель 4 для измерения отраженной мощности, волноводно-микрополосковьй переход 5, перестраиваемый микрополосковый согласующий трансформатрр 6 сопротивлений . Выходной СВЧ-тракт содержит последовательно соединенные перестраиваемый микрополосковый согласующий трансформатор 7 сопротивлений, мик- рополосково-волноводный переход 8, согласованную нагрузку (измеритель мощности) 9.

Измерительный СВЧ тракт содержит ртрезок микрополосковой линии 10 и 11 с поворотом на 90 , микрополоско- во-волноводный переход 12, измерительную линию 13, СВЧ-генератор 14. 11ндикатор 15. Данная схема предназначена для измерения сопротивлений транзистора 16, питаемого от источника 17 напряжений через фильтр 18 нижних частот.

Способ .измерения сопротивлений заключается в следующем.

Вход транзистора 16 подсоединяют к перестраиваемому микрополоскоВому согласующему трансформатору 6 сопротивлений входного СВЧ-тракта, а выход транзистора - к перестраиваемому мик- рополосковому согласующему трансформатору 7 сопротивлений выходного

.СВЧ-тракта И устанавливают требуемый режим рабрты, т.е. подают на транзйс- |Тор 16 от источника 17 необходимые напряжения питания через фильтр 18 нижних частот и входную мощность фик сированной чаетоть от СВЧ-генератора 1, уровень которой измеряют с помощью направленного ответвителя 3 па- дакяцей мощности и измерителя мощности. Затем добиваются режима двустороннего согласования транзистора, подбирая форму согласующих трансформаторов 6 и 7 путем нанесения кусочков фольги из пластичного металла (например, индия или его сплавов) на микрополосовую линию. Эта форма может быть произвольной,что значительно упрощает процесс нас тройки ипозволяет получить близкий к идеальному режим двустороннего согласования транзистора.

После этого выключают СВЧ-генера- тор :1 и напряжения источника 17 питания, транзистор 16 извлекают из тракта и выход согласующего трансформатора 6 входного СВЧ-тракта соединяюТ с помощью отрезка микропрлосковой линии 10 с микрополосково-волноводным переходом 12 измерительного СВЧ-тракта; С помощью измерительной линии 13 измеряют по известной методике выходмое сопротивление входного СВЧ-тракта. Величина, комплексно-сопряженная измеренной, дает значение полного входного сопротивления СВЧ-транзистора. Затем соединяют с помощью отрезка 35 СВЧ-транзистор рабочего напряжения и

микрополосковой линии 11 вход согласующего трансформатора 7 выходного СВЧ-тракта с микрополосково-волновод- ным переходом 12 измерительного тракта и аналогично измеряют входное соп-40 ротивление выходного СВЧ-тракта. Величина, комплексно-сопряженная измеренной, дает значение полного выходного сопротивления СВЧ-транзистора.

Таким образом, согласно предлагае-45 мому способу измеряют сопротивления входного и выходного СВЧ-трактов непосредственно в плоскостях их соединения с транзистором. Поэтому не требуется определять размеры согласующих трансформаторов сопротивлений дпя последуницего расчета трансформации как в прототипе, что бьшо связано с дололнительными погрещностями, так как .при обмере согласующего транс-с5 форматора нельзя учесть неизбежную

входного СВЧ-сигнала, согласование входнрго и выходного сопротивлений СВЧ-транзистора соответственно с выходным сопротивлением входного СВЧ-тракта и входным сопротивлением выходного СВЧ-тракта и определение величин, комплексно-сопряженных с полным входньм и выходным српротивле- ниями СБЧ-транзистора при.отключенных рабочем напряжении и входном СВЧ-сиг- нале, отличающий ся тем, что, с целью повьшения точности, измеряют выходное сопротивление входного СВЧ-тракта и входное сопротивление выходного СВЧ-тракта в местах их соединения с СВЧ-транзистором в . его отсутствие и из полученных входных сопротивлений СВЧ-трактов определяют величины, комплексно-сопряженные с полным входным и вькодным сопротивлениями СВЧ-транзистора.

50

ВНИИПИ Заказ 3285/46

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5 5 20

25ЗО380064

при подстройке неравномерность толщин полосок, неплотность прилегания подстр оечных элементов к подложке и трудно учесть расчетным путем высокочастотные потери в трансформаторе. Кроме того, отсутствуют какие-либо ограничения на форму согласующих трансформаторов (в прототипе требовалось, чтобы она могла быть представлена сочетанием прямоугольных отрезков микрополосковых линий). Исходя из указанного повьщ1ается точность настройки транзистора в режим двусто- роннегр согласования, что ведет к по- выщенйю точности измерений сопротивлений и, кроме того, позволяет пользоваться этим способом измерений в верхней части диапазона СЕЧ, где размеры микрополосковых элементов становятся малыми, а критичность настройки транзистора высокой; упрощается и ускоряется настройка транзистора в режим двустороннего согласования; требования к параметрам (согласованию) элементов входного и выходного СВЧ-трактов могут быть снижены вследствие того, что в процессе измерений автоматически учитывается КСВн этих трактов. .

Формула изобретения Способ определения полных входного и выходного сопротивлений СВЧ-тран зисторов, включающий подачу на

40

5 5

входного СВЧ-сигнала, согласование входнрго и выходного сопротивлений СВЧ-транзистора соответственно с выходным сопротивлением входного СВЧ-тракта и входным сопротивлением выходного СВЧ-тракта и определение величин, комплексно-сопряженных с полным входньм и выходным српротивле- ниями СБЧ-транзистора при.отключенных рабочем напряжении и входном СВЧ-сиг- нале, отличающий ся тем, что, с целью повьшения точности, измеряют выходное сопротивление входного СВЧ-тракта и входное сопротивление выходного СВЧ-тракта в местах их соединения с СВЧ-транзистором в . его отсутствие и из полученных входных сопротивлений СВЧ-трактов определяют величины, комплексно-сопряженные с полным входным и вькодным сопротивлениями СВЧ-транзистора.

ираж 728 Подписное

0

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения полных входного и выходного сопротивлений СВЧ-тран- зисторов (т) в режиме болыпого сигнала. Цель изобретения - повышение точности измерений, достигается за счет того, что при измерении полных тивлений в режиме большого сиг(Л Ргюй. -g-Biml Q Е