Способ определения параметров рассеяния активного свч- четырехполюсника в режиме большого сигнала

 

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-четырехполюсника 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (н)5 G 01 R 27/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ляют S21 = си

По завиР 1—

$12 гДЕ $11, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723268/09 (22) 24,07.89 (46) 23,12,91. Бюл. № 47 (72) С.Г. Плигин (53) 621.317.343(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1298693, кл. G 01 R 27/22, 1987, Радиотехника, 1977, т.32, ¹ 12, с.83-86. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАССЕЯНИЯ АКТИВ НОГО СВЧ-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА В РЕЖИМЕ БОЛЬШОГО

СИГНАЛА (57).Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано при разработке усилителей и генераторов

СВЧ. Цель изобретения — повышение точности измерения параметров рассеяния S12 и

S22, Для этого предварительно снимают зависимости $11, S21 активного СВЧ-четырехполюсника от уровня входной мощности, измеряют коэффициент отражения вхОда

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

Цель изобретения — повышение точности определения параметров рассеяния S12 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

„, SU„„1700494 А1 согласующего трансформатора Гс, сопряженно согласованного с выходом четырехполюсника, Определяют параметр $22 =Гст ° измеряют коэффициент передачи четырехполюсника по мощности Кр, вычис"

МОСТИ ($21) OT ВХОДНОЙ МОЩНОСТИ ОПРЕДЕляют входную мощность, соответствующую полученному значению ($21), для которой находят скорректированные значения параметров $11, S21, измеряют коэффициент отражения со стороны входа четы рехполюсника Гвх и вычисляют

$21 — скорректированные значения параметров рассеяния. 1 ил..Ом, измерительную линию 2. измеряемый активный СВЧ-четырехполюсник 3. согласующий трансформатор 4, направленный ответвитель 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

S11, S21 по первой гармонике, для чего на входные зажимы активного СВЧ-четырехполюсника 3 подают гармонический сигнал генератора t различной мощности. В результате получают зависимости модулей и фаз параметров S<<, Sz< от уровня падающей

МОЩНОСТИ. 5

На втором этапе определяют парэметpbl $12, Я22. Для этого при выбраннОМ уров" не мощности генератора 1 настройкой согласующего трансформатора 4 добиваются получения режима сопряженного со- 10 гласования на выходе активного

СВЧ-четырехполюсника 3. Режим сопряженного согласования регистрируют по максимуму первой гармоники на экране анализатора 9 при подключении пере- 15 ключателя 7 к направленному ответвителю

5. Затухание калиброванного аттенюатора

8 при этом не изменяется.

Затем измеряют коэффициент Гст отражения согласующего трансформатора 4, 20 для чего измерительну о линию 2 непосрадственно подсоединяют к входу согласующе-. го трансформатора 4. Поскольку генератор

1 согласован, соп ряжен ное значение Гст =

=S22. 25

Далее корректируют уровень падающей на вход активного СВЧ-четырехполюсника 3 мощности сигнала, т.е. находят номинальную мощность генератора 1, которой соответствует найденное значение. 30

Коэффициент передачи по мощности нагруженного СВЧ-четы рехполюсника равен

Кр 2, 35 вц " 1 — I г д д1 — |г.I

I1 — Г,S11 — ГНЯ22+ Г, Ги Л S I где Гг и Ги — коэффициенты отражения от генератора 1 и нагрузки соответственно,в нашем случае Г, = Гст,Л S = ЯцЯ22 — SlzSzl, При согласованном генераторе 1 Гт = О и 40 сопряженном согласовании на выходе активного СВЧ-четырехполюсника 3 получим

Kp I S21I /(1 IГст1 ).

Откуда, измеряя Кр при известном значении Гст, найДем моДУль S2; по фоРмУле 45

Измерение Кр проводят путем вь1равнивания с помощью калиброванного аттенюатора 8 откликов первой гармоники сигнала 50 на экране анализатора 9 при наличии и отсутствии в измерительном тракте активного

СВЧ-четырехполюсника 3 и согласованного с ним согласующего трансформатора 4. В последнем случае измерительную линию 2 55 непосредственно соединяют с направленным ответвителем, при атом переключатель

7 подключают к отводящему плечу направленного ответвителя 5, а Кр отсчитывают rv лимбу калиброванного аттенюатора 8 как разность показаний при наличии и отсутствии в тракте активного СВЧ-четырехполюсника 3 и согласующего трансформатора 4.

Найденному значению модуля Я21, используя полученную после первого этапа измерений зависимость S21 от мощности генератора 1, ставят в соответствии скорректированное значение его мощности, Таким образом, найденное значение параметра Sz1 будет соответствовать именно этому скорректированному значению падающей на вход активного СВЧ-четырехполюсника 3 мощности сигнала.

Для определения параметра Яи переключатель 7 подключают к зонду измерительной линии 2 и измеряют коэффициент отражения от входа Г х нагруженного активного СВЧ-черырехполюсника 3. Измерения проводят по первой гармонике сигнала.

Поскольку

$1?Я21 Г

Гвх =S l +

1 — Я22 и то, учитывая сопряженное согласование на выходе активного СВЧ-четырехпол юсникэ (Ги 1ст — S22.), можно получить i"ð„õ — S)+) 1 — I Г„12

Я12

S21 ст

Значения параметров S1>, Sz<, входящие в последнее выражение, находят по определенным на первом этапе измерений зависимостям при скорректированном значении номинальной мощности генератора

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

Выполнив указанные операции для ряда значений номинальной мощности генератора 1, получают полную систему параметров рассеяния эктивнрго СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала.

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

S12 S22.

Формула изобретения

Способ определения параметров рассеяния активного СВЧ-четырехполюсника в режиме большого сигнала, основанный нэ подаче на его вход гармонического сигнала, измерении при каждом значении мощности параметров рассеяния Sll u Szl по первой гармонике, построении зависимостей модулей и фэз Я11 и S21 От уров ня входной мощности. сопряженном согласовании выхода активного СВЧчетырехполюсника с нагрузкой с по1700494

Гнх Гст гг.

Составитель М.Кромин

Техред М.Моргентал Корректор M,Äåì÷èê

Редактор Л.Гратилло

Заказ 4465 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мощью согласующего трансформатора, измерении коэффициента отражения входа согласующего трансформатора Гст и вычислении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров $12 и $22. дополнительно измеряют коэффициент передачи по мощности Кя активного СВЧ-четырехполюсника по пер-. вой гармонике и коэффициент отражения со стороны его входа Г, вычисляю )$2> I

,) — 1) „ I *) по построенной зависимости. модуля $2 -от уровня входной мощности определяют входную мощность, соответствующую вычисленному значению

1 $21(, для которой по построенным зависимостям модулей и фаз $ т, $2> от уровня входной мощности находят скорректиро5 ванные значения параметров $11 и $21, а параметры рассеяния $12 и S22 вычисляют по формулам

$22=?ст i где $ц, $и — скорректированные значения параметров рассеяния. 15