CZ20402U1 - Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements - Google Patents

Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements Download PDF

Info

Publication number
CZ20402U1
CZ20402U1 CZ200921961U CZ200921961U CZ20402U1 CZ 20402 U1 CZ20402 U1 CZ 20402U1 CZ 200921961 U CZ200921961 U CZ 200921961U CZ 200921961 U CZ200921961 U CZ 200921961U CZ 20402 U1 CZ20402 U1 CZ 20402U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
output
gate
power
measuring
impedance
Prior art date
Application number
CZ200921961U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Hoffmann@Karel
Randus@Martin
Original Assignee
Ceské vysoké ucení technické v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceské vysoké ucení technické v Praze filed Critical Ceské vysoké ucení technické v Praze
Priority to CZ200921961U priority Critical patent/CZ20402U1/en
Publication of CZ20402U1 publication Critical patent/CZ20402U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

Měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvkůMeasuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Oblast technikyTechnical field

Předkládané řešení se týká nového zapojení měřicího systému pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků, a to konkrétně pasivní části tohoto měřicího systému a je urče5 no k měření impedancí mikrovlnných obvodových prvků, jejichž impedance se značně liší od hodnoty referenční impedance 50 Ω.The present invention relates to a new circuit of a measuring system for measuring the extreme impedances of microwave circuits, namely the passive part of this measuring system, and is intended to measure the impedances of microwave circuits whose impedance differs significantly from the reference impedance value of 50 Ω.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

K měření impedancí obvodových prvků v mikrovlnné oblasti frekvenčního spektra se používají vektorové analyzátory obvodů, které měří koeficient odrazu měřeného prvku vzhledem k refeío renční impedanci vektorového analyzátoru, která bývá zpravidla 50 Ω. Koeficient odrazuje dán poměrem dopadající a odražené napěťové vlny a je dán vztahem z,-Z, zA+z,’ (1) kde Ζχ je hodnota měřené impedance a Zq je hodnota referenční impedance vektorového analyzátoru obvodů. Při měření se naopak ze změřeného koeficientu odrazu Γχ výpočtem podle vztahuVector circuit analyzers are used to measure the impedance of circuit elements in the microwave region of the spectrum, which measure the reflection coefficient of the measured element relative to the reference impedance of the vector analyzer, which is typically 50 Ω. The coefficient reflects the ratio of the incident and reflected voltage waves and is given by the relation z, -Z, z A + z, '(1) where Ζχ is the value of the measured impedance and Zq is the reference impedance value of the vector circuit analyzer. When measuring, on the other hand, the measured reflection coefficient Γ χ is calculated by the relation

1Έ, (2) získá hodnota měřené impedance. Pro hodnoty impedancí, které jsou blízké hodnotě referenční impedance, poskytuje tato metoda dobré rozlišení hodnot impedance, nicméně pro impedance, které jsou značně menší nebo značně větší než je hodnota referenční impedance se velikost koeficientu odrazu Γχ blíží jedné a vzhledem ke vztahu (2) se i velmi malá změna hodnoty koeficientu odrazu, způsobená například vlivem neurčitosti měření, projeví velikou relativní změnou vypočtené hodnoty impedance. To také znamená, že i relativně velká změna impedance vyvolá jen těžko rozlišitelnou změnu v měřeném koeficientu odrazu.1Έ, (2) obtains the measured impedance value. For impedance values close to the reference impedance value, this method provides a good resolution of the impedance values, but for impedances that are considerably smaller or considerably greater than the reference impedance, the magnitude of the reflection coefficient Γ χ is close to one and relative to (2) even a very small change in the reflection coefficient value caused, for example, by the measurement uncertainty, results in a large relative change in the calculated impedance value. This also means that even a relatively large impedance change will produce only a hardly distinguishable change in the measured reflection coefficient.

Z uvedeného vyplývá, že pomocí dosud známých vektorových analyzátorů obvodů s referenční impedancí 50 Ω lze relativně přesně měřit pouze impedance v rozmezí zhruba od 0,1 Ω do 10 kfí. S ohledem na rychle se rozvíjející technologie výroby mikrovlnných komponent založených na uhlíkových nanotrubicích, jejichž impedance se pohybují zhruba od desítek do stovek kG, jsou současné vektorové analyzátory k měření hodnot takovýchto impedancí nepoužitelné.This implies that only impedances in the range of about 0.1 Ω to 10 kfi can be measured relatively accurately using the known vector circuit analyzers with a reference impedance of 50 Ω. In view of the rapidly evolving technology of producing carbon nanotubes based microwave components, whose impedances range from tens to hundreds of kG, current vector analyzers are unusable for measuring such impedance values.

Je známa metoda pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků, jejíž princip je zobrazen na obr. 1. Zapojení je tvořené měřenou impedancí 3 vyznačenou pro lepší orientaci na výkrese též jako Zs, referenční impedancí 4 vyznačenou na výkrese též jako vektorovým analyzátorem 1 obvodů, zesilovačem 5 a pasivní částí, která je tvořena 3dB 180-stupňovým hybridním členem 2 se dvěma protifázovými výstupními branami. K první výstupní bráně tvořící měřicí bránu 10 je připojena měřená impedance 3 a ke druhé výstupní bráně tvořící referenční bránu lije připojena referenční impedance 4. Výstupní brána 9 hybridního členu 2 je propojena přes zesilovač 5 s přijímací bránou 7 vektorového analyzátoru obvodů L Budící brána 6 vektorového analyzátoru obvodů I je propojena se vstupní bránou 8 hybridního členu 2. Vektorový analyzátor I obvodů je zde v zapojení pro měření koeficientu přenosu. Metoda je založena na tom, že od koeficientu odrazu Γχ měřené impedance 3 je odečtena hodnota referenčního koeficientu odrazu fret, který přísluší referenční impedanci Z«f 4, Hodnota referenční impedance 4 nemusí být známa přesně, protože bude popsána při procesu kalibrace. Odečtení se provede pomocí 3dB 180-stupňového hybridního členu 2 zapojeného podle obr. 1. Rozdílový signál se zesílí pomocí zesilovače 5 a je přiveden na přijímací bránu 7 vektorového obvodového analyzátoru 1_ aA method for measuring extreme impedances of microwave circuit elements is known, the principle of which is shown in Fig. 1. The wiring consists of the measured impedance 3 indicated for better orientation in the drawing also as Z s , reference impedance 4 also marked as vector circuit analyzer 1 in the drawing. an amplifier 5 and a passive portion which is a 3dB 180-degree hybrid member 2 with two anti-phase output gates. The impedance 3 to be measured is connected to the first output gate 10 and the impedance 4 is connected to the second output gate 11. The output gate 9 of the hybrid member 2 is connected via an amplifier 5 to the receiving gate 7 of the vector circuit analyzer L the circuit analyzer I is coupled to the input gate 8 of the hybrid member 2. The vector circuit analyzer I is here connected to measure the transmission coefficient. The method is based on deducting from the reflection coefficient Γ χ of the measured impedance 3 the value of the reference reflection coefficient f re t, which corresponds to the reference impedance Z f f 4. The reference impedance value 4 may not be known precisely as it will be described in the calibration process. The reading is made with the 3dB 180-stage hybrid member 2 connected according to FIG. 1. The difference signal is amplified by the amplifier 5 and is applied to the receiving gate 7 of the vector circuit analyzer 7 and

- 1 CZ 20402 Ul ten ho změn jako koeficient přenosu S2i. Změřená hodnota koeficientu přenosu je v ideálním případě dána vztahem a, 2 (3) kde ai a b2 je dopadající a vystupující napěťová vlna, G je hodnota napěťového zisku zesilovače- 1 EN 20402 Ul that it changes as the transmission coefficient and S 2. The measured value of the coefficient of transmission is in an ideal case is given by a, 2 (3) b 2 where ai is the incident voltage wave projecting and G is the value of the voltage gain amplifier

5. Pokud jsou hodnoty měřeného a referenčního koeficientu odrazu přibližně stejné, je výsledný rozdílový signál velmi malý a lze ho tedy výrazně zesílit. Tím je získána vysoká citlivost koeficientu přenosu S2i na změny měřené impedance Zx.5. If the measured and reference reflection coefficients are approximately equal, the resulting difference signal is very small and can therefore be significantly amplified. This results in a high sensitivity of the transmission coefficient S 2 i to changes in the measured impedance Z x .

Šířka frekvenčního pásma a velikost maximálního použitelného zisku zesilovače je u této metody dána především kvalitou použitého 180stupňového hybridního členu - jeho frekvenčním páslo mem, amplitudovou a fázovou nesymetrií jeho výstupů a izolací mezi jeho branami. Dalším omezením může být i realizace referenční impedance. Ta může být s výhodou tvořena v případě požadavku měření velmi malých impedancí posuvným zkratem. Při požadavku na měření velmi vysokých impedancí by byla vhodná referenční impedance posuvný otevřený konec. Ten ale nelze jednoduše a kvalitně realizovat.The frequency bandwidth and magnitude of the maximum usable gain of the amplifier in this method are given mainly by the quality of the 180-degree hybrid used - its frequency band, amplitude and phase asymmetry of its outputs and isolation between its gates. Another limitation may be the realization of reference impedance. This can advantageously be formed in case of the requirement of measuring very small impedances by a shunt short circuit. If very high impedance measurements are required, a sliding open end reference impedance would be appropriate. However, it cannot be implemented simply and well.

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Výše uvedené nevýhody odstraňuje měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků. Tento systém je tvořen vektorovým analyzátorem obvodů, na jehož přijímací bránu je připojena přes zesilovač výstupní brána pasivní části měřicího systému. Budicí brána vektorového analyzátoru obvodů je spojena se vstupní bránou pasivní ěásti systému. Pa20 sivní ěást systému má měřicí bránu pro připojení měřené impedance a referenční bránu pro připojení referenční impedance. Podstatou nového řešení je, že pasivní část je tvořena pasivním ětyřbranem sestávajícím ze čtyř děličů výkonu, vstupního, referenčního, měřicího a výstupního. Vstupní branou je vstup vstupního děliče výkonu. Jeho jeden výstup je spojen s jedním výstupem referenčního děliče výkonu, jehož vstup je referenční bránou. Druhý výstup vstupního děliče výkonu je spojen s jedním výstupem měřicího děliče výkonu, jehož vstup je měřicí bránou. Druhý výstup referenčního děliče výkonu je spojen s jedním výstupem výstupního děliče výkonu, jehož vstup je výstupní bránou a jehož druhý výstup je spojen s druhým výstupem měřicího děliče výkonu. Podmínkou je, že skupina děličů výkonu tvořená vstupním děličem výkonu, referenčním děličem výkonu, měřicím děličem výkonu a výstupním děličem výkonu je tvořena děliči výkonu se soufázovými a/nebo protifázovými výstupy v libovolném výběru.The above disadvantages are eliminated by a measuring system for measuring the extreme impedances of microwave circuit elements. This system consists of a vector circuit analyzer to which a gateway of the passive part of the measuring system is connected via an amplifier. The vector circuit analyzer excitation gate is connected to the passive part of the system. The Pa20 gray part of the system has a measuring gate for connecting the measured impedance and a reference gate for connecting the reference impedance. The essence of the new solution is that the passive part consists of a passive four-port system consisting of four power dividers, input, reference, measuring and output. The input gate is the input of the input power divider. Its one output is connected to one output of the reference power divider whose input is the reference gate. The second output of the input power divider is connected to one output of the power divider whose input is a measuring gate. The second output of the reference power divider is connected to one output of the output power divider, the input of which is the output gate and the other output of which is connected to the second output of the power divider. The condition is that the group of power dividers formed by the input power divider, the reference power divider, the power measurement divider and the output power divider is formed by power dividers with in-phase and / or anti-phase outputs in any selection.

V jednom možném provedení je dělič výkonu s protifázovými výstupy tvořen 180stupňovým hybridním členem s bezodrazně zakončenou nepoužitou bránou pomocí impedance.In one possible embodiment, the power divider with the anti-phase outputs consists of a 180-stage hybrid member with an impedance-free terminated unused gate.

Vyvinuté zapojení s výhodou nahrazuje v měřicím systému 180stupňový hybridní člen jiným typem pasivního Čtyřbranu. Místo původně použitého 1 SOstupňového hybridního Členu je pasivní čtyřbran složen z několika komponent. Podstatným rysem nového zapojení je, že nemusí nutně realizovat odečítám obou koeficientů odrazu, ale může realizovat i sčítám obou koeficientů odrazu. To pak umožňuje například použití posuvného zkratu jako referenční impedance i při měření velmi vysokých impedancí.The developed circuit preferably replaces the 180-degree hybrid member in the measurement system with another type of passive quadrilateral. Instead of the 1-step hybrid member originally used, the passive quadrilateral consists of several components. An essential feature of the new circuit is that it does not necessarily have to realize the readings of both reflection coefficients, but it can also realize the sums of both reflection coefficients. This makes it possible, for example, to use a shunt short-circuit as a reference impedance even when measuring very high impedances.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obr. 1 je uvedeno principielní schéma měřicího zapojení realizujícího známou metodu pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků. Na obr. 2 je uvedeno principielní schéma modifikované měřicí metody, kde je 180stupňový hybridní člen z obr. 1 nahrazen obecným pasivním ětyřbranem. Na obr. 3 je uvedeno principielní schéma zapojení pasivního Čtyřbranu z obr. 2, které využívá čtyř děličů výkonu k realizaci součtu referenčního a měřenéhoFig. 1 shows a schematic diagram of a measurement circuitry implementing a known method for measuring extreme impedances of microwave circuit elements. Fig. 2 shows a schematic diagram of a modified measurement method wherein the 180-degree hybrid member of Fig. 1 is replaced by a generic passive quadrilateral. Fig. 3 shows a schematic diagram of the passive quadrilateral wiring shown in Fig. 2, which uses four power dividers to realize the sum of the reference and measured

-2CZ 20402 Ul koeficientu odrazu. Na obr. 4 je uvedeno principielní schéma zapojení pasivního čtyřbranu z obr. 2, které využívá tri děličů výkonu a 180stupňového hybridního členu k realizaci rozdílu referenčního a měřeného koeficientu odrazu.-2GB 20402 UI of reflection coefficient. Fig. 4 shows a schematic circuit diagram of the passive quadrilateral of Fig. 2, which uses three power dividers and a 180-degree hybrid member to realize the difference of the reference and measured reflection coefficients.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Na obr. 2 je schematicky naznačena záměna pasivní části tvořené 180stupňovým hybridním členem 2 z obr. 1 za pasivní čtyřbran 12. Měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků je zde tvořen vektorovým analyzátorem X obvodů, na jehož přijímací bránu 7 je připojena pres zesilovač 5 výstupní brána pasivní části měřicího systému. Budicí brána 6 vektorového analyzátoru 1 obvodů je spojena se vstupní bránou 8 pasivní části systému, io která má měřicí bránu JO pro připojení měřené impedance 3 a referenční bránu JT pro připojení referenční impedance 4. Pasivní část je zde tvořena pasivním čtyřbranem 12. Zapojení pasivního čtyřbranu 12 měřicího systému se čtyřmi děliči výkonu, které jsou v tomto příkladě děliče se soufázovými výstupy, je uvedeno na obr. 3. Pasivní čtyřbran 12 se skládá ze čtyř děličů výkonu. Vstupní dělič J_5 výkonu je připojen ke vstupní bráně 8 a jeho jeden výstup 24 je spojen s jedním výstupem 19 referenčního děliče výkonu 13, jehož vstup je referenční bránou J_l. Druhý výstup 23 je spojen s jedním výstupem 21 měřicího děliče 14 výkonu, jehož vstup je měřicí bránou 10. Druhý výstup 20 referenčního děliče 1_3 výkonu je spojen s jedním výstupem 25 výstupního děliče výkonu 16, jehož vstup je výstupní bránou 9 a jehož druhý výstup 26 je spojen s druhým výstupem 22 měřicího děliče 14 výkonu,Fig. 2 schematically indicates the replacement of the passive part of the 180-degree hybrid member 2 of Fig. 1 with the passive quadrilateral 12. The measuring system for measuring the extreme impedances of microwave circuit elements is here formed by a vector circuit analyzer X to which receiving gate 7 is connected 5 shows the output gate of the passive part of the measuring system. The excitation gate 6 of the vector circuit analyzer 1 is connected to the input gate 8 of the passive part of the system, which has a measuring gate JO for connecting the measured impedance 3 and a reference gate JT for connecting the reference impedance 4. 12 of a measuring system with four power dividers, which in this example are dividers with common-phase outputs, is shown in FIG. 3. The passive quadrilateral 12 consists of four power dividers. The input power divider 15 is connected to the input gate 8 and its output 24 is connected to one output 19 of the reference power divider 13, whose input is the reference gate 11. The second output 23 is connected to one output 21 of the power divider 14 whose input is a measurement gate 10. The second output 20 of the reference power divider 13 is connected to one output 25 of an output power divider 16 whose input is an output gate 9 and whose other output 26 is connected to the second output 22 of the power metering divider 14,

Při buzení do vstupní brány 8 je vstupní signál rovnoměrně rozdělen vstupním děličem 15 výkonu mezi měřicí dělič 14 výkonu jehož vstup tvoří měřicí bránu 10 čtyřbranu, a referenční dělič 13 výkonu, jehož vstup tvoří referenční bránu JT čtyřbranu. Signály odražené od měřené impedance 3 připojené k měřicí bráně 10 a od referenční impedance 4 připojené k referenční bráně JT jsou ve fázi sečteny výstupním děličem 16 výkonu a vystupují z výstupní brány 9.When excited to the input gate 8, the input signal is evenly distributed by the power input divider 15 between the power measuring divider 14 whose input constitutes the four-port measuring port 10 and the power reference divider 13 whose input constitutes the four-port reference port JT. The signals reflected from the measured impedance 3 connected to the measurement gate 10 and from the reference impedance 4 connected to the reference gate JT are summed in phase by the output power divider 16 and output from the output gate 9.

Přenos tohoto zapojení mezi vstupní branou 8 a výstupní branou 9, a tím tedy i měřený přenos celého zapojení měřicího systému, je v ideálním případě úměrný součtu referenčního a měřeného koeficientu odrazuThe transmission of this circuit between the input gate 8 and the output gate 9 and hence the measured transmission of the entire measurement system connection is ideally proportional to the sum of the reference and measured reflection coefficients

S^r.+rJ. (4) kde koeficient a zahrnuje rozbočovací útlumy děličů výkonu. Referenční koeficient odrazu je pak nutné zvolit j akoS ^ r. + RJ. (4) where coefficient a includes the diverting attenuation of the power dividers. The reflection coefficient should then be chosen as j

Γ„,»-Γχ. (5)Γ „,» - Γ χ . (5)

To právě umožňuje například použít běžně dostupný posuvný zkrat jako referenční impedanci při měření vysokých impedancí.This makes it possible, for example, to use a commercially available shunt short-circuit as a reference impedance when measuring high impedances.

Pro správnou činnost tohoto zapojení je výhodné, aby všechny děliče výkonu měly mezi svými výstupy co největší izolaci, což například splňuje Wilkinsonův dělič výkonu s izolací typicky cca 18 dB. To zejména platí v případě referenčního děliče 13 výkonu a měřicího děliče 14 výkonu.For proper operation of this wiring, it is advantageous that all power dividers have as much insulation as possible between their outputs, which, for example, meets the Wilkinson power divider with an insulation typically of about 18 dB. This is particularly true in the case of the power reference divider 13 and the power measurement divider 14.

Pokud je kladen důraz na velkou širokopásmovost zapojení, lze místo referenčního děliče 13 výkonu a měřicího děliče 14 výkonu s vysokou izolací mezi výstupy použít i Širokopásmové odporové děliče výkonu. Vzhledem k jejich nedostatečné izolaci mezi výstupy, která je asi 6 dB, je však nutno zapojení uvedené na obr. 3 modifikovat tak, že se místo vstupního děliče 15 výkonu, nebo místo výstupního děliče 16 výkonu použije dělič 17 výkonu s protifázovými výstupy na bránách tvořených vlastně prvním výstupem 25 a druhým výstupem 26. Ten lze realizovat například pomocí 180stupňového hybridního členu s bezodrazově zakončenou nepoužitou bránou 27,Wide bandwidth resistive power dividers can be used instead of the reference power divider 13 and the high power isolation power divider 14 between the outputs, if high wiring is emphasized. However, due to their lack of isolation between the outputs, which is about 6 dB, the circuit shown in FIG. 3 needs to be modified so that instead of the power input splitter 15 or the power output splitter 16, actually the first output 25 and the second output 26. This can be realized, for example, by means of a 180-degree hybrid member with an echo-free unused gate 27,

-3CZ 20402 Ul vzhledem ke které jsou výstupy 25 a 26 soufázové, pomocí impedance Zo 18. Výsledné zapojení je uvedeno na obr.4. Díky 180stupňovému fázovému posuvu mezi bránou respektive prvním výstupem 26 a výstupní bránou 9 a nulovému fázovému posuvu mezi bránou respektive druhým výstupem 25 a výstupní bránou 9, jsou nežádoucí signály, které projdou vlivem malé izolace mezi prvním výstupem 19 a druhým výstupem 20 referenčního děliče 13 výkonu pres tento dělič 13 a mezi prvním výstupem 21 a druhým výstupem 22 měřicího děliče 14 výkonu přes tento dělič 14 sečteny v protifázi a jejich vliv je na výstupní bráně 9 tak do značné míry eliminován. Zapojení lze použít tak, že brána 8 je vstupní branou a brána 9 je výstupní branou pasivního čtyřhrami 12, nebo v obráceném směru tak, že brána 9 je vstupní branou a brána 8 je výstupní branou io pasivního čtyřbranu 12, tj. brána 9 je spojena s budicí bránou 6 vektorového analyzátoru a brána 8 je propojena se zesilovačem 5. Přenos mezi vstupní a výstupní branou a tím tedy i celkový měřený přenos je úměrný rozdílu obou koeficientů odrazu (6) kde koeficient a zahrnuje rozbočovací útlumy děličů výkonu. Referenční koeficient odrazu je pak nutné zvolit j ako-340 20402 U1 with respect to which the outputs 25 and 26 are in-phase, using an Zo 18 impedance. The resulting wiring is shown in Fig. 4. Due to a 180-degree phase shift between gate and first output 26 and output gate 9 and a zero phase shift between gate and second output 25 and output gate 9 respectively, undesired signals are passed through low insulation between first output 19 and second output 20 of power reference divider 13 across this divider 13 and between the first output 21 and the second output 22 of the power metering divider 14 over this divider 14 are added in counter-phase and their influence is thus largely eliminated at the output gate 9. The wiring can be used such that gate 8 is the gateway and gate 9 is the exit gate of passive doubles 12, or in the reverse direction such that gate 9 is the gateway and gate 8 is the exit gate also of passive quadrilateral 12, ie gate 9 is connected the transmission between the input and output gate and hence the total measured transmission is proportional to the difference of the two reflection coefficients (6) where the coefficient a comprises the splitter attenuation of the power dividers. The reflection coefficient should then be chosen as j

Γ^»Γ,. (7)Γ ^ »Γ ,. (7)

Zapojení pasivního čtyřbranu 12 dle obr. 3 a obr. 4 do měřicího systému dle obr. 2 lze také modifikovat tak, že k vstupní bráně 8 a k výstupní bráně 9 jsou připojeny referenční impedance Zref 4 a měřená impedance Zx 3, a to v libovolném pořadí, a referenční brána H a měřicí brána 10 jsou připojeny k budící bráně 6 vektorového analyzátoru lak zesilovači 5, opět v libovolném pořadí.The connection of the passive quadrature 12 according to Figs. 3 and 4 to the measuring system according to Fig. 2 can also be modified so that the reference impedance Z re f 4 and the measured impedance Z x 3 are connected to the input gate 8 and the output gate 9. in any order, and the reference gate 11 and the measurement gate 10 are connected to the excitation gate 6 of the vector analyzer lacquer amplifier 5, again in any order.

Uvedené příklady nejsou však konečné, avšak jedná se o nej výhodnější zapojení. Teoreticky je možné realizovat i všechny další možné varianty, tedy kdy jsou všechny děliče výkonu protifázové, nebo dva jsou soufázové a dva protifázové nebo 3 jsou protifázové a jeden soufázový. Pro varianty, kdy jsou všechny děliče výkonu soufázové nebo protifázové a pro variantu, kdy jsou dva soufázové a dva protifázové platí, že se měřený a referenční koeficient odrazu sčítají a aby byl výstupní signál co nejmenší, musí platit vztah (5) a v ostatních případech, kdy se měřený a referenční koeficient odrazu odečítají, musí platit vztah (7).However, these examples are not definitive, but are the most advantageous connections. Theoretically, it is possible to realize all other possible variants, ie when all power dividers are counter-phase, or two are in-phase and two in-phase or 3 are in-phase and one in-phase. For variants where all power dividers are in-phase or in-phase, and in variants in which two in-phase and two in-phase are combined, the measured and reference reflection coefficients are added and the output signal must be as small as possible (5). where the measured and the reflection coefficient are subtracted, the relation (7) shall apply.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zapojení pasivního čtyřbranu pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prv30 ků s děliči výkonu se soufázovymi, případně s protifázovými, výstupy jsou při použití s metodou pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků využitelná zejména při přesném měření velmi malých a velmi velkých impedancí, jako například v případě impedancí mikrovlnných prvků vyrobených na bázi uhlíkových nanotrubic, jejichž impedance se pohybují v řádech desítek až stovek kQ.Connection of passive quadrilateral for measurement of extreme impedances of microwave circuit elements with power dividers with common or anti-phase outputs, when used with the method for measuring extreme impedances of microwave circuit elements, can be used especially for accurate measurement of very small and very large impedances, impedance of microwave elements made on the basis of carbon nanotubes, whose impedances range from tens to hundreds of kQ.

Claims (2)

35 NÁROKY NA OCHRANU35 PROTECTION REQUIREMENTS 1. Měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků, tvořený vektorovým analyzátorem (1) obvodů, na jehož přijímací bránu (7) je připojena přes zesilovač (5) výstupní brána (9) pasivní části měřicího systému, kde budicí brána (6) vektorového analyzátoru (1) obvodů je spojena se vstupní bránou (8) pasivní části systému, přičemž pasivní ČástA measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements, comprising a vector circuit analyzer (1), to whose receiving gate (7) is connected via an amplifier (5) the output gate (9) of the passive part of the measuring system, the vector circuit analyzer (1) is connected to the gateway (8) of the passive part of the system, the passive part -4CZ 20402 Ul systému má měřicí bránu (10) pro připojení měřené impedance (3) a referenční bránu (11) pro připojení referenční impedance (4), vyznačující se tím, že pasivní část je tvořena pasivním čtyřbranem (12) sestávajícím ze čtyř děličů výkonu, a to ze vstupního děliče (15) výkonu se vstupní bránou (8), jehož jeden výstup (24) je spojen s jedním výstupem (19) referenčníhoThe system has a measuring gate (10) for connecting the measured impedance (3) and a reference gate (11) for connecting the reference impedance (4), characterized in that the passive part consists of a passive quadrilateral (12) consisting of four dividers power, from the power input divider (15) to the input gate (8), one output (24) of which is connected to one output (19) of the reference 5 děliče (13) výkonu, jehož vstup je referenční bránou (11) a jehož druhý výstup (23) je spojen s jedním výstupem (21) měřicího děliče (14) výkonu, jehož vstup je měřicí bránou (10), kde druhý výstup (20) referenčního (13) děliče výkonu je spojen s jedním výstupem (25) výstupního děliče (16) výkonu, jehož vstup je výstupní bránou (9) a jehož druhý výstup (26) je spojen s druhým výstupem (22) měřicího děliče výkonu (14), přičemž skupina děličů výkonu tvořená vstupním ío děličem (15) výkonu, referenčním děličem (13) výkonu, měřicím děličem (14) výkonu a výstupním děličem (16) výkonu je tvořena děliči výkonu se soufázovými a/nebo protifázovými výstupy v libovolném výběru.5 a power divider (13) whose input is a reference gate (11) and whose second output (23) is connected to one output (21) of a power divider (14) whose input is a measurement gate (10), wherein the second output ( 20) the reference power divider (13) is connected to one output (25) of the output power divider (16), the input of which is the output gate (9) and whose second output (26) is connected to the second output (22) of the power divider ( 14), wherein the group of power dividers formed by the input power divider (15), the reference power divider (13), the power measurement divider (14) and the output power divider (16) is formed by power dividers with in-phase and / or anti-phase outputs . 2. Měřicí systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že dělič výkonu, který je protifázový, je tvořen 180stupňovým hybridním členem (17) s bezodrazně zakončenou nepouži15 tou bránou (27) pomocí impedance (18).A measuring system according to claim 1, characterized in that the power divider, which is anti-phase, consists of a 180-stage hybrid member (17) with an impedance-free gate (27) impedance-free (18).
CZ200921961U 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements CZ20402U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200921961U CZ20402U1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200921961U CZ20402U1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20402U1 true CZ20402U1 (en) 2010-01-04

Family

ID=41500992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ200921961U CZ20402U1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ20402U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302565B6 (en) * 2010-05-20 2011-07-13 Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Measuring system for measuring extreme impedances of microwave network elements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302565B6 (en) * 2010-05-20 2011-07-13 Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Measuring system for measuring extreme impedances of microwave network elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6556930B2 (en) Vector network analyzer
US6836743B1 (en) Compensating for unequal load and source match in vector network analyzer calibration
US9841449B2 (en) Apparatus and method for cable phase correction for vector analyzer remote heads
CN104515907B (en) A kind of scattering parameter test system and its implementation
US7161358B1 (en) Impedance analyzer
Ferrero et al. A novel calibration algorithm for a special class of multiport vector network analyzers
CZ2007709A3 (en) Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
El Fellahi et al. Multiport reflectometer based on subtractive mixing
CZ20402U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Jargon et al. Nonlinear large-signal scattering parameters: Theory and applications
JP2006504960A (en) How to measure the scattering parameters of a multiport device under test using a multiport network analyzer with a non-sinusoidal measurement signal
CZ20405U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ302217B6 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ2009772A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Wait et al. Amplifier noise measurements at NIST
CZ20404U1 (en) Measuring system for measuring extremal impedances of microwave circuit elements
CZ2009773A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Gimpilevich et al. Mathematical model of the measuring procedure of an automatic device for built-in monitoring of microwave path parameters
CZ20403U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Randus et al. A simple method for extreme impedances measurement
CZ2009771A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Pisani et al. A unified calibration algorithm for scattering and load pull measurement
Callegaro et al. Guarded vector voltmeter for AC ratio standard calibration
Hayden A hybrid probe-tip calibration for multiport vector network analyzers
CN110221240A (en) The detection circuit and electric energy computation chip of bleeder circuit parameter

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20100104

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20131011

MK1K Utility model expired

Effective date: 20161119