устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч
Классы МПК: | G01R27/04 в цепях с распределенными параметрами |
Автор(ы): | Балыко А.К., Калинина О.Л., Пчелин В.А., Пругер А.А. |
Патентообладатель(и): | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-24 публикация патента:
27.08.1997 |
Использование: в измерительной технике для измерения параметров активных и пассивных приборов на СВЧ. Изобретение позволит увеличить точность измерения при сохранении возможности автоматизации процесса измерения, что достигается тем, что в устройство введен дополнительный отрезок линии, один конец которого разомкнут, а другой подсоединен через p-i-n-диод к центральному проводнику. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Устройство для измерения импеданса двухполюсника на СВЧ, содержащее Т-образное соединение центрального микрополоскового проводника и микрополоскового шлейфа с одинаковыми волновыми сопротивлениями Z0, в котором центральный проводник соединен одним концом с генератором СВЧ-сигнала, а другим с измерителем мощности, а к разомкнутому концу шлейфа подключен измеряемый двухполюсник, отличающийся тем, что в устройство введен дополнительный отрезок микрополосковой линии с волновым сопротивлением Z0 и длиной![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-14t.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088062/955.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям параметров активных и пассивных приборов на СВЧ. Известно измерительное устройство, в котором используется метод определения импеданса двухполюсника на СВЧ по измеренным на частоте fo модулям коэффициентов отражения /Г/ и передачи Kp. Исследуемый двухполюсник включается как четырехполюсник в измерительное устройство, на входе и выходе которого располагаются стандартные нагрузки. Величины активной G и реактивной B составляющих двухполюсника рассчитываются из формулы (1)![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-2t.gif)
где yo волновая проводимость стандартных нагрузок. Из формулы (1, б) видно, что реактивная составляющая иммитанса B определяется в таком устройстве с точностью до знака, что существенно снижает точность измерения иммпеданса двухполюсника. Кроме того, в таком устройстве невозможно проводить измерения импеданса бескорпусных СВЧ-диодов, а также входных и выходных проводимостей транзисторов. Последний недостаток можно устранить, если применить иную конструкцию устройства, основанного на том же методе измерения импеданса двухполюсника. Известно устройство для измерения импеданса двухполюсника на СВЧ, взятое нами за прототип, содержащее T-образную микрополосковую измерительную схему, центральный проводник которой соединен с генератором и измерителями мощности, а к разомкнутому концу шлейфа подключен измеряемый двухполюсник. Использование этого измерительного устройства позволяет измерять импедансы корпусных и бескорпусных диодов СВЧ, входные и выходные проводимости транзисторов и т.п. С его помощью легко автоматизировать процесс измерения. Несмотря на большие преимущества, устройство имеет тот же недостаток, что и связанный с существенной неточностью в определении знака реактивной составляющей импеданса двухполюсника (1,б). Это обстоятельство не позволяет широко использовать устройство в измерительной аппаратуре. Целью изобретения является повышение точности измерения при сохранении возможности автоматизации процесса измерения. Цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения импеданса двухполюсника на СВЧ, содержащем T-образную микрополосковую измерительную схему, центральный проводник которой соединен с генератором и измерителем мощности, а к разомкнутому концу шлейфа подключен измеряемый двухполюсник, в устройство введен дополнительный отрезок линии длиной
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-3t.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088062/955.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-4t.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-5t.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-6t.gif)
и квадрата реактивной составляющей (1б):
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-7t.gif)
Затем p-i-n-диод вводится в состояние "открыто", при этом отрезок линии подключается к центральному проводнику. Проводимость разомкнутого проводника определяется из выражения
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-8t.gif)
где Gn активная проводимость;
yn, Vn, l волновая проводимость, скорость распространения и длина отрезка линии соответственно. Измеряя на частоте fo модули
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-9t.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-10t.gif)
и квадрата реактивной составляющей
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-11t.gif)
Поскольку B2+B1+Bn, то из формул (3) и (6) находим выражение для B1
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-12t.gif)
где G1 и G2 определяются из (2) и (5), а Bn из формулы (4). Видно, что в результате измерения четырех характеристик удается исключить неопределенность в знаке реактивной составляющей импеданса двухполюсника и тем самым существенно повысить точность измерения импеданса. Автоматизация процесса измерения достигается путем переключения p-i-n-диода. Полученный импеданс Y1= G1+jB1 пересчитывается в плоскость включения двухполюсника с помощью выражения:
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/2088946-13t.gif)
где y1, V1, l1 волновая проводимость, скорость распространения волны и длина шлейфа соответственно. Пример. В качестве примера рассмотрим конструкцию микрополоскового устройства для измерения двухполюсника на СВЧ, выполненную на диэлектрической подложке толщиной h=0,5 мм с диэлектрической проницаемостью
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088006/949.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088010/8776.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/8771.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088003/964.gif)
![устройство для измерения импеданса двухполюсника на свч, патент № 2088946](/images/patents/384/2088946/8771.gif)
Класс G01R27/04 в цепях с распределенными параметрами