Способ определения параметров рассеяния активного СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01R27/04 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано при разработке усилителей и генераторов СВЧ.

Цель изобретения - повышение точности определения параметров рассеяния Sl2, S22.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ определения параметров рассеяния активного СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала.

Устройство содержит генератор 1 СВЧ-сигналов с регулируемой мощностью и внутренним сопротивлением 50

Ом, измерительную линию 2, измеряемым активный СВЧ-четырехполюсник 3, согласующий трансформатор 4, направленный ответвите ль 5, согласованную нагрузку 6 сопротивлением 50 Ом, переключатель 7, калиброванный аттенюатор 8 и анализатор 9 спектра.

Способ определения параметров рассеяния активного СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала реализуется следующим образом.

На первом этапе измеряют параметры Sn, 821 по первой гармонике, для чего на входные зажимы активного СВЧ-четырехпо1

2

люсника 3 подают гармонический сигнал генератора 1 различной мощности, В результате получают зависимости модулей и фаз параметров Sn, 821 от уровня падающей мощности.

На втором этапе определяют параметры Si2, 822. Для этого при выбранном уровне мощности генератора настройкой согласующего трансформатора 4 добиваются получения режима сопряженного согласования на выходе активного СВЧ-четырехполюсника 3. Режим сопряженного согласования регистрируют по максимуму первой гармоники на экране анализатора 9 при подключении переключателя 7 к направленному ответвителю 5. Затухание калиброванного аттенюатора 8 при этом не изменяется.

Затем измеряют коэффициент Гст отражения согласующего трансформатора 4, для чего измерительную линию 2 непосредственно подсоединяют к входу согласующего трансформатора 4. Поскольку генератор 1 согласован, сопряженное значение Гст

522.

Далее корректируют уровень падающей на вход активного СВЧ-чзтырехполюс- ника 3 мощности сигнала, т.е. находят номинальную мощность генератора 1, которой соответствует найденное значение.

Коэффициент передачи по мощности нагруженного СВЧ-четырехполюсника равен

К 13211 0 -1ГГ|2)(1 ) Чр 11 -ГгЗп Ги822+ГгГнЛ8 2 где Гг и Гц- коэффициенты отражения от генератора 1 и нагрузки соответственно, в нашем случае Гн ГСт,А5 811822 -812821. При согласованном генераторе 1 Гг 0 и сопряженном согласовании на выходе активного СВЧ-четырехполюсника 3 получим

Кр I 821 |2/(1- I Гст 2).

Откуда, измеряя Кр при известном значении Гст. найдем модуль 821 по формуле

iS2i| Kp()

Измерение Кр проводят путем выравнивания с помощью калиброванного аттенюатора Q откликов первой гармоники сигнала на экране анализатора 9 при наличии и отсутствии в измерительном тракте активного СВЧ-четырехполюсникэ 3 и согласованного с ним согласующего трансформатора 4. В последнем случае измерительную линию 2 непосредственно соединяют с направленным ответвителем, при этом переключатель 7 подключают к отводящему плечу направленного ответвителя 5, а Кр отсчитывают w

лимбу калиброванного аттенюатора 8 как разность показаний при наличии и отсутствии в тракте активного СВЧ-четырехполюсника 3 и согласующего трансформатора 4.

Найденному значению модуля 821, используя полученную после первого этапа измерений зависимость $21 от мощности генератора 1, ставят в соответствии скорректированное значение его мощности.

Таким образом, найденное значение параметра $21 будет соответствовать именно этому скорректированному значению падающей на вхоД активного СВЧ-четырехполюсника 3 мощности сигнала.

Для определения параметра 812 переключатель 7 подключают к зонду измерительной линии 2 и измеряют коэффициент отражения от входа ГВх нагруженного активного СВЧ-черырехполюсника 3. Измерёния проводят по первой гармонике сигнала. Поскольку

Г -с,, . S12J521 Гц

-lex -о11 -г-ир-T

1 - 822 1 н

то, учитывая сопряженное согласование на выходе активного СВЧ-четырехполюсника

3 ( Гн Гст S2z) можно получить Si2

-UJL -Sn)(1 -1ГСТ12)

Значения параметров Sn, 821, входящие в последнее выражение, находят по определенным на первом этапе измерений зависимостям при скорректированном значении номинальной мощности генератора

1, Полученное значение параметра также будет соответствовать этому уровню падающей мощности сигнала.

Выполнив указанные операции для ряда значений номинальной мощности

генератора 1, получают полную систему параметров рассеяния активнрго СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала,

.Таким образом, благодаря корректировке уровня падающей мощности, повышается точность определения параметров

812, 822.

Формула изобретения Способ определения параметров рассеяния активного СВЧ-четырехполюсника

в режиме большого сигнала, основанный на подзче на его вход гармонического сигнала, измерении при каждом значении мощности параметров рассеяния 8ц и 821 по первой гармонике, построении зависимостей модулей и фаз Sи и 821 от уровня входной мощности, сопряженном согласовании выхода активного СВЧ- четырехполюсника с нагрузкой с помощью согласующего трансформатора, из- .мерении коэффициента отражения входа согласующего трансформатора ГСт и вычислении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров Si2 и $22. дополнительно измеряют коэффициент передачи по мощности Кр активного СВЧ-четырехполюсника по первой гармонике и коэффициент отражения со стороны его входа ГВх , вычисляют: 1$21 I поформуле 5ц| (1 - I Гст I 2) по построенной зависимости.модуля от уровня входной мощности определяют входную мощность,

соответствующую вычисленному значению I S21(, для которой по построенным зависимостям модулей и фаз Sn, 821 от уровня входной мощности находят скорректиро- ванные значения параметров Sn и $21, а параметры рассеяния Si2 и $22 вычисляют по формулам

(i-in..).

$22 ,

где Sn, $21 скорректированные значения параметров рассеяния.

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано при разработке усилителей и генераторов СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерения параметров рассеяния Sia и S22. Для этого предварительно снимают зависимости Sn, 821 активного СВЧ-четырех- полюсника от уровня входной мощности, измеряют коэффициент отражения входа согласующего трансформатора TVr, сопряженно согласованного с выходом четырехполюсника, определяют параметр $22 ГСт, измеряют коэффициент передачи четырехполюсника по мощности Кр, вычисляют S21 V| f i I р I 2 . По зависи мости (82 О от входной мощности определяют входную мощность, соответствующую полученному значению (821), для которой находят скорректированные значения параметров Sn, 821. измеряют коэффициент отражения со стороны входа четырехполюсника Г8х и вычисляют Sl2 (Гвх-8ц)(1-1Гст 2) . где 8ц, 821 Гст $21 - скорректированные значения параметров рассеяния. 1 ил. (Л С