Спосіб вимірювання нестандартної системи s-параметрів чотириполюсника

Спосіб вимірювання нестандартної системи Sпараметрів чотириполюсника, що включає вимірювання комплексних коефіцієнтів відбиття по входу та по виходу чотириполюсника при різних фіксованих значеннях відповідно комплексних ко ефіцієнтів відбиття навантаження та генератора та подальший розрахунок S-параметрів Sn, S22, який відрізняється тим, що спочатку вимірюють два значення комплексного коефіцієнта відбиття чотириполюсника по входу при двох різних фіксованих значеннях імітансу навантаження, після чого вимірюють одне значення комплексного коефіцієнта відбиття чотириполюсника по виходу чотириполюсника при фіксованому значенні імітансу генератора, потім вимірюють значення комплексних коефіцієнтів відбиття Г н і, ГН2, Ггі, навантажень Z H i, ZH2, І г і , потім розраховують параметри нестандартної системи S-параметрів чотириполюсника за формулами: ~ "О) — Г в х 1 Г н 1 Г г 1 +Г г 1 (Г в х 1 - Г в х 2 ) Г н 1 Г н 2 Г в и х і ні (А,- 2 ~ А и ) А а ё б 1 + А а 1 (А а б 1 Ааб -1)) S22 - — -= A|2 -А аб2 А,- 2 А а1 + А и ( А а 1 ( А а б 1 - А а б іА а е б 1 А, 2 + Ааб2Ааеб1А,- 2 ) - 1 ) s12s21 = ( г вх1 - Г в х 2 ) ( Г н 1 - Г н 2 ) ( Г в х 1 Г г 1 - 1 ) ( Г в х 2 Г г 1 - 1 ) ( Г в и х 1 Г н 1 -1)(Г в и х -|Г н 2 - 1 0~н2 ~ І ~вх2 І "н2 Г г1 де Г в х 1 , Г в х 2 - значення комплексного коефіцієнта відбиття по входу чотириполюсника при значеннях Г н і , Г н 2 комплексного коефіцієнта відбиття навантаження відповідно; вих1 - значення комплексного коефіцієнта відбиття по виходу Корисна модель належить до області електроніки, зокрема до вимірювальної техніки визначення параметрів чотириполюсників. Відомий спосіб вимірювання матриці Sпараметрів чотириполюсника за допомогою вимірювання відношення модулів двох сигналів та різниці фаз між ними [Бахтин Н.А., Шварц Н.З. Измерение S-параметров СВЧ транзисторов //Полупроводниковые приборы и их применение, под ред. Я.А. Федотова. М.: Советское радио, 1970. -Вып. 23, С. 276-284]. — Гвх1Гвих1Гн2 +Гвх2Гвих1Гн2)-1)) чотириполюсника при значенні комплексного коефіцієнта відбиття генератора Г г 1 , з отриманих розрахованих параметрів Sn, S22, S12S21 виділяють їх дійсні та уявні частини R e S n , I1T1S11, ReS 2 2, lmS 2 2, ReSi2S 2 i, I1T1S12S21 та знаходять модуль добутку IS12S21I. Недоліком даного способу є значна похибка вимірювань, пов'язана з неузгодженнями кінцевих навантажень, наявністю в вимірювальному тракті коаксіально-полоскових переходів та інших неоднорідностей. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб визначення S-параметрів чотириполюсника, що включає вимірювання комплексних коефіцієнтів відбиття по входу та по виходу чотириполюсника при різних фіксованих значеннях відповідно комплексних коефіцієнтів відбиття навантаження та 1 (О СЧІ оГ 7267 генератора, вимірювання коефіцієнтів передачі чотириполюсника в прямому та зворотному напрямах та подальший розрахунок S-параметрів [Шварц Н3 Система нестандартных Sпараметров //Микроэлектроника и полупроводниковые приборы, под ред А А Васенкова и Я А Федотова М Советское радио, 1976 -Вып 1, с 302-310] Недоліком даного способу є значна похибка вимірювань, пов'язана з неузгодженнями в вимірювальному тракті та потенційною нестійкістю чотириполюсника В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу вимірювання нестандартної системи S-параметрів чотириполюсника, в якому за рахунок нової ПОСЛІДОВНОСТІ виконання операцій досягається можливість зменшення КІЛЬКОСТІ вимірювань, що призводить до підвищення точності та зменшення трудомісткості визначення Sпараметрів чотириполюсника о он н 4 Поставлена задача вирішується тим, що в способі вимірювання нестандартної системи Sпараметрів чотириполюсника, що включає вимірювання комплексних коефіцієнтів відбиття по входу та по виходу чотириполюсника при різних фіксованих значеннях ВІДПОВІДНО комплексних коефіцієнтів відбиття навантаження та генератора та A подальший розрахунок S-параметрів 5ц, S , спочатку вимірюють два значення комплексного коефіцієнта відбиття чотириполюсника по входу при двох різних фіксованих значеннях імітансу навантаження, після чого вимірюють одне значення комплексного коефіцієнта відбиття чотириполюсника по виходу чотириполюсника при фіксованому значенні імітансу генератора, потім вимірюють значення комплексних коефіцієнтів відбиття Г н і, Гн2, Ггі навантажень Z H i, Z н2, ZM, потім розраховують параметри нестандартної системи Sпараметрів чотириполюсника за формулами А а 5 1 А, 2 (А, і А а е б і - 1 ) + А а 5 2 ( А а 5 і А , 2 А а 1 - А , 1 (А а 5 1 А а 1 + А а е б 1 А, = ' II X Д м 22 122 = і 1 • •'•'••— X Д — X _і_Д M і Г " * Д Д л A Д ' АЛ • ' '-^—.ч А Л A / A Д Д ~ 4 - Д ~ і Д — A л ~ — \ X ' X 2 -1)) ''•— X i l l ' \ /І АЛ ' ч 2 ^~ a o 2 " і 2 а 1а 1 ( А ао1 -іА а б 1 А^ е"a1А\"ао1 А а 'б 2 ( А а е б 1 А , 1 - 1 ) ) i +А І^аі а б 1 | 2 + б аб1 ~' (А|2~' А | 2 А а 1 + А І 1 ( А а 1 ( А а б 1 - А а 6 1 А а е б і А , 2 + А а б 2 А а е б і А , 2 ) - 1 ) ' ~я ~К^ (А а бі — А а р 2 )(А, і — А, 2 )(Ааб-|Ад) — 1)(Ааб2Адд — 1)(АаЄд-|А| і — ijyAggoiA, 2 — 1) (А| 2 ~ А а б 2 А| 2 А§і + А, і (Agj (A a 5i де ГВхі, ГВХ2 - значення комплексного коефіцієнта відбиття по входу чотириполюсника при значеннях Г н і, ГН2 комплексного коефіцієнта відбиття навантаження ВІДПОВІДНО, ГВИХІ - значення комплексного коефіцієнта відбиття по виходу чотириполюсника при значенні комплексного коефіцієнта відбиття генератора Гм, з отриманих розрахованих параметрів Sn, S22, S12S21 виділяють їх ДІЙСНІ та уявні частини ReSn, ImSn, ReS22, I1T1S22, ReSi2S2i, 11T1S12S21 і та знаходять модуль добутку |Si2S2i| Спосіб, що пропонується, в порівнянні з прототипом має суттєві ВІДМІННОСТІ - підвищену точність та меншу трудомісткість визначення S-параметрів чотириполюсника, що досягається шляхом зменшення КІЛЬКОСТІ вимірювань та відсутністю необхідності створення якісного режиму узгодження навантажень та вимірювального тракту На кресленні зображено структурну схему пристрою вимірювання комплексних коефіцієнтів відбиття по входу та по виходу чотириполюсника та комплексних коефіцієнтів відбиття навантажень Пристрій для проведення вимірювань складається з чотириполюсника 1, вимірювача комплексних коефіцієнтів відбиття 2, першого комутатора З, другого комутатора 4, третього комутатора 5, четвертого комутатора 6, п'ятого комутатора 7, першого комплексного опору 8, другого комплексного опору 9 та третього комплексного опору 10 При цьому рухомий контакт 12 першого комутатора З з'єднаний з виходом вимірювача комплексних коефіцієнтів відбиття 2 та рухомим контактом 15 другого комутатора 4, перший нерухомий контакт 11 першого комутатора 3 з'єднаний з першим нерухомим контактом 20 четвертого комутатора 6, другий нерухомий контакт 13 першого комутатора З з'єднаний з входом чотириполюсника 1 та другим нерухомим контактом 22 четвертого комутатора 6, перший нерухомий контакт 14 другого комутатора 4 з'єднаний з першим нерухомим контактом 17 третього комутатора 5, другий нерухомий контакт 16 другого комутатора 4 з'єднаний з другим нерухомим контактом 19 третього комутатора 5 та рухомим контактом 24 п'ятого комутатора 7, рухомий контакт 18 третього комутатора 5 з'єднаний з виходом чотириполюсника 1, рухомий контакт 21 четвертого комутатора 6 з'єднаний з першим комплексним опором 8, перший нерухомий контакт 23 п'ятого комутатора 7 з'єднаний з другим комплексним опором 9, другий нерухомий контакт 25 п'ятого комутатора 7 з'єднаний з третім комплексним опором 10 Спосіб здійснюється наступним чином В першому комутаторі 3 з'єднують контакти 12 та 13, в третьому комутаторі 5 з'єднують контакти 18 та 19, в п'ятому комутаторі 7 з'єднують контакти 23 та 24, рухомий контакт 15 другого комутатора 4 та рухомий контакт 21 четвертого комутатора 6 ставлять в нейтральне положення В цьому режимі виконують вимірювання комплексного коефіцієнта відбиття по входу Гвхі чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача комплексних коефіцієнтів відбиття 2 при другому комплексному опорі 9 навантаження ZHi ПОТІМ В п'ятому комутаторі 7 з'єднують контакти 24 та 25 В цьому режимі виконують вимірювання комплексного коефіцієнта відбиття по входу ГВх2 чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача комплексних коефіцієнтів відбиття 2 при третьому комплексному опорі 10 навантаження ZH2 7267 Потім В другому комутаторі 4 з'єднують контатакти 11 та 12, в четвертому комутаторі 6 з'єднукти 14 та 15, в третьому комутаторі 5 з'єднують ють контакти 20 та 21, рухомий контакт 15 другого контакти 17 та 18, в четвертому комутаторі 6 з'єдкомутатора 4, рухомий контакт 18 третього комунують контакти 21 та 22, рухомий контакт 12 пертатора 5 та рухомий контакт 24 п'ятого комутатора шого комутатора 3 та рухомий контакт 24 п'ятого 7 ставлять в нейтральне положення В цьому рекомутатора 7 ставлять в нейтральне положення В жимі виконують вимірювання комплексного коефіцьому режимі виконують вимірювання комплексноцієнта відбиття Ггі першого комплексного опору 8 го коефіцієнта відбиття по виходу Г вих і чотирипонавантаження Z r i за допомогою вимірювача комлюсника 1 за допомогою вимірювача комплексних плексних коефіцієнтів відбиття 2 коефіцієнтів відбиття 2 при першому комплексноЗа результатами вимірювань складають сисму опорі 8 генератора Z r i тему рівнянь Потім В другому комутаторі 4 з'єднують контакти 15 та 16, в п'ятому комутаторі 7 з'єднують конАабі = 1 - S 2 2A і такти 23 та 24, рухомий контакт 12 першого комутатора 3, рухомий контакт 18 третього комутатора S12S2iAl2 5 та рухомий контакт 21 четвертого комутатора 6 — 2 2 12 ставлять в нейтральне положення В цьому режимі виконують вимірювання комплексного коефіцієл аео1 = S 22 нта відбиття Гні другого комплексного опору 9 навантаження ZHi за допомогою вимірювача комВирішуючи дану систему відносно невідомих плексних коефіцієнтів відбиття 2 Потім В п'ятому Sn, S22, S12S21, отримують вирази (1) - (3) За дакомутаторі 7 з єднують контакти 24 та 25 В цьому ними виразами розраховують значення параметрежимі виконують вимірювання комплексного корів Sn, S22, S12S21 Потім ВИДІЛЯЮТЬ ДІЙСНІ та уявні ефіцієнта відбиття ГН2 третього комплексного опочастини цих параметрів ReSn, ImSn, ReS22, ру 10 навантаження ZH2 за допомогою вимірювача I1T1S22, ReSi2S2i, I1T1S12S21 та знаходять модуль комплексних коефіцієнтів відбиття 2 добутку |Si2S2i| Потім В першому комутаторі 3 з'єднують кон Комп ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП 'Український інститут промислової власності', вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601