Разработка методов построения измерителей коэффициентов передачи и отражения четырёхполюсников СВЧ

• Автор: Мильченко, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.04, 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ СКАЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ УСТРОЙСТВ

1.1 Основные проблемы и ограничения возникающие при построении скалярных измерителей параметров СВЧ устройств

1.2 Анализ причин влияющих на точность измерений панорамного измерителя

1.3 Влияние стабилизации мощности генератора испытательных сигналов на метрологические характеристики панорамных измерителей КСВН
1.4 Анализ нелинейности преобразования сигнала при измерении коэффициент передачи четырхполюсника.

1.5 Новый способ и устройство для измерения скалярных коэффициентов

передачи и отражения четырехполюсников СВЧ

Выводы к разделу 1

2. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ И ОТРАЖЕНИЯ ЧЕТЫРХПОЛЮСНИКОВ СВЧ И ИХ 8ПАРАМЕТРОВ.
2.1 Особенности построения измерителей комплексных коэффициентов передачи на основе анализа измерительного фазового моста
2.2 Общие принципы построения и коррекции измерителя 8параметров на основе измерителя характеристик четырхполюсников СВЧ
2.3 Принцип аттестации измерителя 8параметров.
2.4 Анализ рефлектометра для измерения Бпараметров
2.5 Анализ векторного вольтметра.
Выводы к разделу 2.
3. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
8ПАРАМЕТРОВ ИЗМЕРИТЕЛЯ КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ И ОТРАЖЕНИЯ ЧЕТЫРХПОЛЮСНИКОВ СВЧ.
3.1 Анализ причин возникновения амплитуднофазовых пофешностсй и новый способ аттестации
3.2 Разработка и устройство реализующее новый способ аттестации
3.3 Причины возникновения пофешностей определения собственных Бпараметров измерителей характеристик четырхполюсников СВЧ и новый
способ их определения
Выводы к разделу 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Исследования путей построения измерителей комплексных параметров четырёхполюсников СВЧ послужили базой для создания нового серийного прибора: Измерителя 8 - параметров РК4-, РК4-. Выполненные в диссертационной работе исследования способов аттестации собственных 8 - параметров Измерителей комплексных характеристик четырехполюсников СВЧ, послужили основой опытноконструкторской работы «Модернизация военных эталонов единиц комплексного коэффициента отражения волноводных трактов ВЭ - и волнового сопротивления в коаксиальных трактах ВЭ - », шифр «Харчевник -ВЭ», проводимой по заказу Главного управления вооружения вооружённых сил РФ. Проведенные исследования построения измерителей 8 - параметров четырехполюсников СВЧ явились базой для ОКР «Разработка волноводной модификации измерителя 8-параметров РК4-», шифр «Разгон», заказчик Федеральное космическое агентство ФГУП «ЦНИИ «Комета». Методы исследований применяемые в процессе выполнения работы включают в себя анализ цепей СВЧ методом линейных электрических цепей применительно к диапазону СВЧ, метод направленных графов цепей СВЧ, метод анализа цепей СВЧ матрицами передачи и рассеяния, способы аппроксимации вольтамнерных харакгеристик нелинейных элементов кусочно-ломанной прямой, степенными функциями методом выбранных точек, методом наименьших квадратов. Для достижения поставленных задач использовано компьютерное моделирование, программа МасЬсас! Апробация диссертационной работы. Седьмой всероссийской научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации», Поведники Московской обл. XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь», Воронеж, г. Международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн», Таганрог - Дивноморское, г. XVI Международной научной конференции «Радиолокация, навигация, связь», Воронеж, г. XVII Международной конференции «Радиолокация, навигация, связь», Воронеж, г. XVI Международной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн», Таганрог - Дивноморское, г. Публикации. Осн овные результаты исследований опубликованы в трёх статьях журналов включённых в список ВАК, одна из них без соавторов лично диссертантом, по результатам выполненных исследований получены три патента РФ на способ и два патента на устройство. Личный вклад автора. Автор самостоятельно выполнил все этапы диссертационного исследования, провёл анализ проблемы, постановку задач, проведение научных исследований и проведение экспериментов. Автором предложены структурные схемы построения устройств по двум патентам натурные испытания которых проведены лично автором. Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка используемой литературы из наименования и двух приложений. Общий объём диссертации 2 страницы, включая рисунков и 9 формул. СВЧ устройств. Скалярный измеритель параметров СВЧ устройств содержит два детектирующих устройства - детектор падающей на вход испытуемого устройства СВЧ амплитуды зондирующего (испытательного) сигнала и детектор амплитуды сигнала прошедшего через испытуемый четырехполюсник СВЧ при измерениях «на проход» или амплитуды зондирующего сигнала отражённого от испытуемого четырёхполюсника СВЧ при измерениях «на отражение». Первый детектор служит для измерения уровня входного зондирующего сигнала, а второй при измерениях «на проход» должен обеспечивать как можно более широкий динамический диапазон амплитуд. Базовым ограничением минимально регистрируемого уровня мощности любым широкополосным полупроводниковым детектором» является уровень его тепловых шумов на нагрузочном сопротивлении Ом или эквивалентного импеданса измерительного тракта. Д/=4*, Гц полоса рабочих частот и составляет приблизительно минус дБ/мВт. График зависимости погрешности измерений малого сигнала от величины его уровня приведён на рисунке 1. Из графика видно, что на уровне мощности полезного сигнала минус дБ/мВт погрешность измерения составляет 3 дБ, при этом мощность шума и полезного сигнала равны. Отсюда следует, что уровень '9Вт полезного сигнала является минимально возможным для детектирования.