Измерение параметров рассеяния устройств коаксиального тракта с использованием ненаправленных датчиков

• Автор: Куликов, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Методы и средства для измерений параметров рассеяния
устройств коаксиального тракта
Введение
1.1 Векторные анализаторы цепей
1.2 Модульные измерительные системы на основе шины CompactPCI и

1.3 Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2 Измерение S-параметров с использованием ненаправленных
датчиков и измерительных приёмников
Введение
2.1 Метод измерения
2.2 Калибровка
2.3 Ненаправленные датчики информационного СВЧ сигнала
2.4 Сравнительный анализ методов
2.5 Моделирование погрешности измерений

Выводы
Глава 3 Измерение S-параметров с использованием ненаправленных
датчиков и амплитудных детекторов

Введение
3.1 Метод измерения
3.2 Калибровка
3.3 Схемная модель анализатора цепей в пакете программ Microwave
Office
3.4 Моделирование процедур калибровки и измерения параметров

рассеяния

Выводы
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований
Введение
4.1 Макет одноканального анализатора цепей с амплитудными детекторами
4.2 Система управления анализатором и обработки результатов

измерении
4.3 Измерения элементов коаксиального тракта

Выводы
Заключение
Литература
Приложение А Программа моделирующая калибровку анализаторов цепей с измерительными приемниками и измерение Б-параметров
моделирования калибровки и измерения
Приложение В Исходный код программы автоматизации
Приложение Г Результаты моделирования измерения 8-параметров
анализатора с амплитудными детекторами
Приложение Д Акт внедрения

Введение
Актуальность темы
В настоящее время для измерений параметров рассеяния используются векторные анализаторы цепей. Измерители данного типа представляют собой современные автоматизированные приборы, способные решать практически любые измерительные задачи в области анализа СВЧ цепей.
Высокие технические характеристики анализаторов обеспечиваются тремя слагаемыми: применением прецизионных направленных ответвителей, высокочувствительных измерительных приёмников с преобразованием частоты и методикой калибровки, основанной на определении параметров виртуальных цепей погрешностей.
Векторные анализаторы цепей представляют собой лабораторные приборы, характеризующиеся значительными габаритами и массой. Это затрудняет их использования в условиях, где от измерительных приборов требуется портативность, мобильность, независимость от сетевых источников питания. Данные условия возникают при измерениях в полевых условиях.
Об актуальности разработки портативных анализаторов и темы диссертационной работы свидетельствует появление в последнее время портативных зарубежных и отечественных моделей Agilent FieldFox N9912A и «PLANAR» ОБЗОР-TRl 300/1.
В диссертационной работе изложены результаты исследования методов измерения, направленных на создание портативных приборов на основе ненаправленных датчиков информационных СВЧ сигналов, как с измерительными приемниками, так и с амплитудными детекторами.

В традиционном анализаторе цепей сигналы и3 и и4 регистрируется направленными ответвителями НОІ, Н02 или НОЗ, Н04, а в предлагаемом методе ненаправленными датчиками 6,5,4.
Однако, соотношения между коэффициентами пропорциональности А, и В,, А2 и В, в (2.2), а также и значения Б-параметров виртуальных цепей погрешности для рассматриваемых схем анализаторов будут различны на одной и той же частоте. Эти различия обусловлены типами датчиков информационных СВЧ сигналов.
Так, в схеме с НО, А, » Я,, В2 » А2 и Л, ~ В2. Это следствие того, что НОІ реагирует в основном на падающую волну а, а Н02 на отражённую волну Ь при примерно равной и значительной направленности ответвителей.
Отсюда следует, что по абсолютной величине:
5], = А = А2/Ах —> О 522 = С = В{/АХ —>0 3'123’21 = В — АС —> 1 (2.6)
Последнее выражение в (2.6) характерно для коэффициентов передачи недиссипативной цепи.
На рисунках 2.5 и 2.6 приведены частотные зависимости 8-параметров виріуальной цепи погрешности для одного из каналов анализатора цепей с НО и анализатора с ненаправленными датчиками, полученные в результате моделирования в пакете АШЯ 9.02 процедуры калибровки в диапазоне 0.1 -8 ГГц.
Как видно из рисунка 2.5, в первом случае для 8-параметров виртуальной цепи справедливы соотношения (2.6). То есть коэффициенты отражения малы, а коэффициенты передачи близки к единице.
В схеме анализатора с ненаправленными датчиками параметр 5П виртуальной цепи погрешности принципиально не мал, что объясняется сопоставимостью уровней сигналов в опорном и измерительном датчиках.
Круговой характер зависимостей на рисунках 2.5-2.6 объясняется учётом соединительных кабелей стандартной длины 61 см, через которые к портам векторных анализаторов подключаются анализируемые устройства (на рисунках 2.1-2.2 эти кабели не показаны, чтобы не усложнять схемы). Именно наличие соединительных