Способ калибровки анализатора СВЧ-цепей в режиме измерения коэффициента отражения Советский патент 1988 года по МПК G01R27/32 

4 IvO

СО

о

01 ts5

I Изобретение относится к технике I измерений на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может быть использовано при создании автоматических анализато- ров СВЧ-цепей.

Целью изобретения является повышение точности калибровки.

Способ калибровки анализатора СВЧ-цепей, позволяющий определить его собственные параметры: d - коэффициент ненаправленности, 6 - коэффициент отражения измерительного входа, К - коэффициент передачи, реализуется следующим образом.

Необходимо произвести измерения калибруемым анализатором СВЧ-цепей коэффициентов отражения А; (i - порядковый номер измерения) короткозамыкателя с коэффициентом отражения (КО) Г, при различных вариантах его подключения в следующей последовательности:

Измерение А, при непосредственном подключении короткозамыкателя и анализатору СВЧ-цепей (АЦ), причем связь коэффициента отражения А, с параметрами АЦ определяется из выражения

л 4. К Fji

т--р г:

(1)

А d +

КГ

(5)

1- рГ,

Измерение А при подключении к АЦ через указанный отрезок волновода согласованной фиксированной нагрузки, причем

Ag - d +

KmV| 1- ,

(6)

Измерение А, при подключении АЦ через симметричный четырехпол короткозамыкателя, причем

Т

-itCF

K(S

А, - d «

+ §ib.Eo ч l-S,, Г

11 nfq + §iг.Efi

1-S,, rj

где S,, ,S,j- собственные параметры ,рассеяния симметричного

четырехполюсника. Измерение Ag при подключении к АЦ через указанный симметричный четырехполюсник нагрузки с КО, равным Г, причем

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и м.б. использовано при создании автоматических анализаторов СВЧ-цепей. Цель изобрете.- ния - повышение точности калибровки. Эта цель достигается тем, что дополнительно измеряют калибруемым анализатором СВЧ-цепей коэффициенты отражения трех нагрузок при подключении , к калибруемому анализатору СВЧ-цепей через симметричный четырехполюсник, Собственные параметры калибруемого анализатора СВЧ-цепай вычисляют путем решения системы уравнений. При этом отпадает необходимость зада- ния коэф. отражения р короткозамыка- теля. Параметры рассеяния S, ,S симметричного четырехполюсника опре- деляют в результате выполнения калибровки. Сравнение этих данных позволяет судить о точности выполненной калибровки. (Л

Измерение А при подключении к АЦ короткозамыкателя через отрезок ре- регулярного волновода, причем

d +

,

У

(2)

где га - коэффициент передачи отрезка регулярного волновода. Измерение А при непосредственном подключении к АЦ нагрузки с КО, равным Г|, причем

КГ 4

d +

1- рГ,

(3)

Измерение A при подключении через указанный отрезок регулярного волновода,нагрузки с КО, равным Г , причем

А. d +

К m Г,

(А)

1 «.

рга Г,

Измерение Aj при непосредственном подключении к АЦ согласованной фиксированной нагрузки с КО, равным Гл, причем .

d +

K(S,, -ь .) llEliEL

i-p(s,, + . )

l-S,, Г,

(8)

Измерение Ag при подключении к АЦ Через указанный симметричный четырехполюсник .согласованной фиксиро- ванной нагрузки, причем

- . )

А. d

о i-i 1 5

l-p(S,,+ -2-L- -i.i)

(9)

-s,, Г,

После указанных измерений осуществляется вычисление параметров d, о, К из системы уравнений

J §iImlgiiBaiB,.,,i .

B,m B,(B4-B,)+B(

4+Ba.iBff-B i) ,(В, в1)+В4 (Bj-B)

m

1

„ B,B4(in -П

o 2 m (B4- БЭ)

19 Q«

S,, Го(С,-С,)

i 1,29.

c-fo;

Благодаря проведению калибруемым АЦ трёх дополнительных измерений КО нагрузок, подключаемых через симметричный четырехполюсник с ненулевыми значениями собственных параметров рассеяния S, отпадает необходимость задания при калибровке 25 значения КО, равного Г короткозамы- кателя.

30

Система уравнений (10) получается путем преобразования системы ,ур авне- ний (1)-(9) после исключения из нее неизвестных коэффициентов Г и Г . Действительно, совместное решение первых пяти уравнений системы (10) позволяет найти параметры tn,d, К, , В;. По найденным параметрам В,,Кд, п вычисляются коэффициенты С;, а затем из совместного решения 6-го и 7-го уравнений системы (10) определяются значения S , Г. По найденно- 35 коэффициентом отражения Г при нему значению Г сразу вычисляются пос- посредственном его подключении к ка- ледние собственные параметры АЦ; либруемому анализатору СВЧ-цепей,

Формула изобретения

Способ калибровки анализатора СВЧ цепей в режиме измерения коэффициента отражения, заключающийся в последовательном измерении калибруемым ,анализатором СВЧ-цепей коэффициента .отражения А, короткозамыкателя с

Кир.

Предлагаемый способ калибровки в режиме измерения коэффициента отражения может быть реализован с помощью тех же измерительных средств, что и известные способы: автоматизи- рованньк измерительных систем, вклю- .чающих а себя АЦ и ЭВМ, осуществляющей управление процессом калибровки и обработку измерительной информации по заданным алгоритмам с целью исключения погрешностей измерения АЦ.

Конструкция симметричного четьфех полюсника определяется особенностями измерительного тракта АЦ и его областью применения. Например, при измерении АЦ коэффициентов отражения элементов волноводн1 1х трактов в качестве симметричного четырехполюсника можно использовать отрезок регулярного волновода с симметрично рас29052

положенной неоднородностью. При измерении ЛЦ параметров радиоматериалов симметричный четырехполюсник может представлять однородный образец из диэлектрика, помещаемый в измерительную ячейку.

Необходимо также отметить, что в ряде случаев параметры рассеяния ТО S, S ,,2. симметричного четырехполюсника могут быть априорно известны с большой точностью. Б то же время значения S „ , S ,2 определяются в результате вьтолнения калибровки. Сравнение 15 этих данных позволяет судить о точности выполненной калибровки.

Благодаря проведению калибруемым АЦ трёх дополнительных измерений КО нагрузок, подключаемых через симметричный четырехполюсник с ненулевыми значениями собственных параметров рассеяния S, отпадает необходимость задания при калибровке значения КО, равного Г короткозамы- кателя.

коэффициентом отражения Г при непосредственном его подключении к ка- либруемому анализатору СВЧ-цепей,

коэффициентом отражения Г при непосредственном его подключении к ка- либруемому анализатору СВЧ-цепей,

Формула изобретения

Способ калибровки анализатора СВЧ- цепей в режиме измерения коэффициента отражения, заключающийся в последовательном измерении калибруемым анализатором СВЧ-цепей коэффициента отражения А, короткозамыкателя с

5

коэффициента отражения А,, коротко- Q .замыкателя, подключенного к калибруемому анализатору СВЧ-цепей через отрезок регулярного волновода, коэффициента отражения А нагрузки, коэффициент отражения которой равен Г при непосредственном ее подключе-: НИИ к калибруемому анализатору СВЧ-цепей, коэффициента отражения А. при подключении той же нагрузки к калибруемому анализатору СВЧ-цепей через отрезок регулярного волновода, коэффициента отражения.А согласованной нагрузки при непосредственном подключении ее к калибруемому анализатору СВЧ-цепей, коэффициента отражения А той же нагрузки при подключении к калибруемому анализатору СВЧ-цепей через отрезок регулярного волновода, вычислении коэффициента передачи отрезка регулярного волновода га и ко51А290526

эффициента ненаправленности d изнагрузки при подключении к калибруесистемы уравнениймому анализатору СВЧ-цепей через симт Г™ в f-a п j.-a fn -а ЛметриЧньгй четырехполюсник с собст- .. Brtim DavB D, A(.D , о,)

«-. .свенными параметрами рассеяния S,. ,

го -- - .------,- «.« ««- «.-. « J о„41

В .- BJ + ВЛВ,- В, , отличными от нуля, а коэффициент

q z jотражения р и коэффициент передачи

т / п и 4. TJ Си п вычисляют из системы уравнений

.„i., ------- -- ----. В Х-1)

в; ;7в;гвг1;) , в,) 10 7 ™:-;;j

в. - А.- d, i - 1,2,36 .L.JLlL

го г fB и

я вычислении анализатора СВЧ-цепей -iso «, °yf

коэффициента отражения р измеритель-} j С

ного входа калибруемого анализатора Q .---) S (Cg-C) с,

СВЧ-цепей и коэффициента передачи-- „

К, отличающийся тем, что, , i } ,2,,., ,9,

с целью повьшения точности калибров- 20°

ки, дополнительно измеряют калибруе-„ / J. fr - с 1 «

мым анализатором СВЧ-цепей коэффици- С; Г « т

екты отражения А, Ag, А коротко- Cj Cj,

замыкателя, нагрузки и согласованнойGS