CZ302220B6 - 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
CZ302220B6
CZ302220B6 CZ20090773A CZ2009773A CZ302220B6 CZ 302220 B6 CZ302220 B6 CZ 302220B6 CZ 20090773 A CZ20090773 A CZ 20090773A CZ 2009773 A CZ2009773 A CZ 2009773A CZ 302220 B6 CZ302220 B6 CZ 302220B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
output
measuring
input
gate
directional coupler
Prior art date
Application number
CZ20090773A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2009773A3 (en
Inventor
Hoffmann@Karel
Randus@Martin
Original Assignee
Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická
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, Fakulta elektrotechnická filed Critical Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta elektrotechnická
Priority to CZ20090773A priority Critical patent/CZ302220B6/en
Publication of CZ2009773A3 publication Critical patent/CZ2009773A3/en
Publication of CZ302220B6 publication Critical patent/CZ302220B6/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

In the present invention, there is disclosed a measuring system consisting of a vector network analyzer (1) having its receiving port (7) connected via an amplifier (5) to an output port (9) of the measuring system passive portion. An excitation port (6) of the vector network analyzer (1) is connected with an input port (8) of the measuring system passive portion. The measuring system passive portion has a measuring port (10) for connecting an impedance (3) to be measured and a reference port (11) for connecting reference impedance (4). The measuring system passive portion consists of a passive four-port (12) unit comprised of two power-division networks, namely an input power-division network (15) with the input port (8) and an output power-division network (16) wherein the input of the output power-division network (16) is the output port (9). Further, the system consists of two directional couplers, namely a reference directional coupler (13) and a measuring directional coupler (14). One output (22) of said input power-division network (15) is connected with one output (17) of said reference directional coupler (13) the input of which is the reference port (11) while the second output (21) thereof is connected with one output (19) of said measuring directional coupler (14) wherein the input of the measuring directional coupler (14) is the measuring port (10). The second output (18) of the reference directional coupler (13) is connected with one output (23) of the output power-division network (16) the second output (24) of which is connected with the second output (20) of the measuring directional coupler (14). The input power-division network (15) and the output power-division network (16) are comprised of power-division networks with coherent and/or antiphase outputs in arbitrary selection.

Description

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

Oblast techniky íTechnical 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 určeno 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 extreme impedances of microwave circuits, namely the passive part of this measuring system, and is intended for measuring 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 15 vektorové analyzátory obvodů, které měří koeficient odrazu měřeného prvku vzhledem k referenční impedanci vektorového analyzátoru, která bývá zpravidla 50 Ω. Koeficient odrazuje dán poměrem dopadající a odražené napěťové vlny aje dán vztahem15 vector circuit analyzers are used to measure the impedances of circuit elements in the microwave region of the spectrum, which measure the reflection coefficient of the measured element relative to the vector impedance reference impedance, which is typically 50 Ω. The coefficient reflects the ratio of the incident and reflected voltage waves and is given by the relation

Z>-Zo zx+z0’ (1) kde Zx je hodnota měřené impedance a Zo je hodnota referenční impedance vektorového analyzátoru obvodů. Při měření se naopak ze změřeného koeficientu odrazu Γχ výpočtem podle vztahu = ZO + Γ, l-rx (2) získá hodnota měření 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 měřeni, projeví velikou relativní změnu vypočtené hodnoty impedance. To také znamená, že i relativně velká změna impedance vyvolá jen těžko rozlišitelnou změnu v měřeném koeficientu odrazu.Z> -Z o z x + z 0 '(1) where Z x is the measured impedance value and Zo is the reference impedance value of the vector circuit analyzer. On the other hand, during the measurement, the impedance measurement value is obtained from the measured reflection coefficient Γ χ by calculation according to the formula = Z O + Γ, lr x (2). 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 ΚΩ. S ohledem na rychle se rozvíjející technologie výroby mikrovlnných komponent založených na uhlíkových nanotrubicích, jejichž impedance se pohybují zhruba od desítek do stovek kO, 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 relativně can be measured relatively accurately using the known vector circuit analyzers with a reference impedance of 50 Ω. In view of the rapidly evolving technologies for the production of carbon nanotubes based microwave components whose impedances range from tens to hundreds of kO, current vector analyzers are unusable to measure 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 2 vyznačenou pro lepší orientaci na výkrese též jako Zv referenční impedancí 4 vyznačenou na výkrese též jako vektorovým analyzátorem 1 obvodů, zesilovačem 5 a pasivní částí, která je tvořena 3dB I80stupňovým 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 11 je připojena referenční impedance 4. Výstupní brána 9 hybridního členu 2 je propojena přes zesilovač 5 s přijímací bránou 7 vektorového analyzátoru obvodů 1. Budicí brána 6 vektorového analyzátoru obvodů Ije propojena se vstupní bránou 8 hybridního členu 2. Vektorový analyzátor i je zde v zapojení pro měření koeficientu přenosu. Metoda je založena na tom, Že od so koeficientu odrazu Γχ měřené impedance 3 je odečtena hodnota referenčního koeficientu odrazu Tref, který přísluší referenční impedanci Z„f 4. Hodnota referenční impedance 4 nemusí býtA 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 2 indicated for better orientation in the drawing also as Z in reference impedance 4 also indicated in the drawing as vector circuit analyzer 1 5 and a passive portion that is comprised of 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 port 10 and the impedance 4 is connected to the second output port 11. The output port 9 of the hybrid member 2 is connected via an amplifier 5 to the receiving port 7 of the vector circuit analyzer 1. 6 of the vector circuit analyzer I is coupled to the gateway 8 of the hybrid member 2. The vector analyzer 1 is here connected to measure the transmission coefficient. The method is based on subtracting the reflection coefficient so χ of the measured impedance 3 from the value of the reference reflection coefficient Tref, which corresponds to the reference impedance Z f f 4. The reference impedance value 4 need not be

-1 CZ 302220 B6 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 a ten ho změří jako koeficient přenosu S2i. Změřená hodnota koeficientu přenosu je v ideálním případě dána vztahemIs known precisely because it will be described in the calibration process. The subtraction is performed using the 180-degree 3 db hybrid connected member 2 according to Fig. 1. The difference signal is amplified by the amplifier 5, and is connected to a receiving gateway 7 of a vector network analyzer 1 and that it is measured as the transmission coefficient and S 2. The measured value of the transfer coefficient is ideally given by the relationship

S„=^- = y(r.-r^). (3) a, 2 kde al a b2 je dopadající a vystupující napěťová vlna, G je hodnota napěťového zisku zesilovače 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 S2] na změny měřené impedance Z*.S '= ^ - = y (r-r ^). (3) a, 2 where a1 and b2 is the incident and output voltage wave, G is the amplifier voltage gain value 5. If the measured and reference reflection coefficient values are approximately equal, the resulting difference signal is very small and can therefore be significantly amplified. This gives a high sensitivity of the transmission coefficient S 2] to the variation of the measured impedance Z *.

Šířka frekvenčního pásma a velikost maximálního použitelného zisku zesilovače je u této metody dána především kvalitou použitého 180stupňového hybridního členu - jeho frekvenčním pásmem, 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 element 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 vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

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 částí systému. Pasivní část systému má měřící bránu pro připojení měřené impedance a referenční bránu pro připojení referenční impedance. Podstatou nového řešení je, že pasivní část je tvořena pasivním čtyřbranem sestávajícím ze dvou děličů výkonu a dvou směrových odbočnic. Vstupní branou je vstup vstupního děliče výkonu. Jeho jeden výstup je spojen s jedním výstupem referenční směrové odbočnice, jejíž vstup je referenční bránou. Druhý výstup vstupního děliče výkonu je spojen s jedním výstupem měřicí směrové odbočnice. jejíž vstup je měřicí bránou. Druhý výstup referenční směrové odboěnice je spojen s jedním výstupem výstupního děliče výkonu, jehož vstup je výstupní bránou a jehož druhý výstup je spojen s druhým výstupem měřicí směrové odbočnice. Vstupní dělič výkonu a výstupní dělič výkonu jsou tvořeny 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 gateway is connected to the gateway by a passive part of the system. The passive 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 quadrilateral consisting of two power dividers and two directional couplers. The input gate is the input of the input power divider. Its one output is connected to one output of the reference directional coupler whose input is the reference gate. The second output of the input power divider is connected to one output of the measuring direction coupler. whose input is a measuring gate. The second output of the reference direction coupler 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 measuring direction coupler. The input power divider and output power divider are power dividers with phase and / or counter-phase outputs in any selection.

Vyvinuté zapojení s výhodou nahrazuje v měřicím systému 180stupňový hybridní člen jiným typem pasivního čtyřbranu. Místo původně použitého 180stupňového hybridního členu je pasivní čtyřbran složen z několika komponent. Podstatným rysem nového zapojení je, že nemusí nutně realizovat odečítání obou koeficientů odrazu, ale může realizovat i sčítání 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 180-degree 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 reading of both reflection coefficients, but it can also realize the addition 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 čtyřbranem. Na obr. 3 je uvedeno principielní schéma zapojení pasivníhoFig. 1 shows a schematic diagram of a measurement circuitry implementing a known method for measuring extreme impedances of microwave circuit elements. Figure 2 is a schematic diagram of a modified measurement method wherein the 180-degree hybrid member of Figure 1 is replaced by a general passive quadrilateral. Fig. 3 shows the principle diagram of passive connection

-2CZ 302220 B6 čtyřbranu z obr. 2, která využívá dvou děličů výkonu a dvou směrových odbočnic k realizaci součtu nebo rozdílu referenčního a měřeného koeficientu odrazu.The two-port quadruple of FIG. 2 utilizes two power dividers and two directional couplers to realize the sum or difference of the reference and measured reflection coefficients.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

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 i obvodů, na jehož přijímací bránu 7 je připojena přes zesilovač 5 výstupní brána pasivní části měřicího systému. Budicí brána 6 vektorového analyzátoru I obvodů je spojena se vstupní bránou 8 pasivní části systému, která má měřicí bránu 10 pro připojení měřené impedance 3 a referenční bránu Π. pro připojení referenční impedance 4. Pasivní část je zde tvořena pasivním čtyřbranem 12. Zapojení pasivního čtyřbranu 12 měřicího systému se dvěma děliči výkonu a dvěma směrovými odbočnicemi je uvedeno na obr. 3. Pasivní čtyřbran 12 se skládá ze dvou děličů výkonu a dvou směrových odbočnic. Vstupní dělič 15 výkonu je připojen ke vstupní bráně 8 a jeho jeden výstup 22 je spojen s jedním výstupem 17 referenční směrové odbočnice 13. jejíž vstup je referenční bránou 11. Druhý výstup 21 vstupního děliče 15 výkonu je spojen s jedním výstupem 19 měřicí směrové odbočnice 14, jejíž vstup je měřicí bránou 10. Druhý výstup 18 referenční směrové odbočnice 13 je spojen s jedním výstupem 23 výstupního děliče 16 výkonu, jehož vstup je výstupní bránou 9 a jehož druhý výstup 24 je spojen s druhým výstupem 20 měřicí směrové odbočnice 14.Fig. 2 schematically shows the replacement of the passive part consisting of the 180-degree hybrid member 2 of Fig. 1 by the passive quadrilateral 12. The measuring system for measuring the extreme impedances of microwave circuit elements is here formed by a vector analyzer and circuits. 5 shows the output gate of the passive part of the measuring system. The excitation gate 6 of the vector circuit analyzer I is connected to the input gate 8 of the passive part of the system, which has a measuring gate 10 for connecting the measured impedance 3 and a reference gate Π. The passive part consists of a passive quadrature 12. The connection of the passive quadrature 12 of the measuring system with two power dividers and two directional couplers is shown in Fig. 3. The passive quadrant 12 consists of two power dividers and two directional couplers. The input power splitter 15 is connected to the input gate 8 and its output 22 is connected to one output 17 of the reference direction bus 13. whose input is the reference gate 11. The other output 21 of the input power divider 15 is connected to one output 19 of the measuring direction bus 14 the input of which is the measuring gate 10. The second output 18 of the reference diode 13 is connected to one output 23 of the power divider 16, the input of which is the output gate 9 and whose second output 24 is connected to the other output 20 of the measuring directional coupler.

Při buzení do vstupní brány 8 je vstupní signál rovnoměrně soufázově rozdělen vstupním děličem J5 výkonu mezi měřicí směrovou odbočnici 14, jejíž vstup tvoří měřicí bránu 10 čtyřbranu, a referenční směrovou odbočnici 13. jejíž vstup tvoří referenční bránu 11 čtyřbranu. Signály odražené od měřené impedance 3 připojené k měřicí bráně JO a od referenční impedance 4 připojené k referenční bráně Ji jsou ve fázi sečteny výstupním děličem 16 výkonu a vystupují z výstupní brány 9,Upon excitation to the input gate 8, the input signal is evenly in-phase divided by the input power divider 5 between the measuring direction tap 14, whose input is a four-gate measuring gate 10 and the reference direction tap 13, whose input is a four-gate reference gate 11. 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 10 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 odrazu s„ *α(Γ\ +rref), (4) kde koeficient α zahrnuje rozbočovací útlumy děličů výkonu. Referenční koeficient odrazu je pak nutné zvolit jako r„ - -r.. (5)The transmission of this circuit between input gate 8 and 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 with "* α (Γ \ + r ref )," α includes the diverting attenuation of the power dividers. The reflection coefficient should then be selected as r '- -r. (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. Výhodné je také, aby referenční směrová odbočnice 13 měla co největší izolaci mezi prvním výstupem 17 a druhým výstupem 18, a aby měřicí směrová odbočnice 14 měla co největší izolaci mezi prvním výstupem 19 a druhým výstupem 20.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. It is also preferred that the reference directional coupler 13 has the greatest possible insulation between the first outlet 17 and the second outlet 18, and that the measuring directional coupler 14 has the greatest possible insulation between the first outlet 19 and the second outlet 20.

Pokud je kladen důraz, na velkou širokopásmovost zapojení, lze místo referenční směrové odbočnice 13 a měřicího směrové odbočnice 14 s vysokou izolací mezi výstupy použít i širokopásmové směrové odbočnice, které se ale vyznačují menší izolací - typicky 10 až 20 dB, Vzhledem k této jejich menší izolaci je však nutno zapojení uvedené na obr. 3 modifikovat tak, že se místo vstup-3 CZ 302220 B6 ního děliče 15 výkonu, nebo místo výstupního děliče 16 výkonu použije dělič výkonu s protifázovými výstupy. Ten lze realizovat například pomocí 180stupňového hybridního členu s bezodrazově zakončenou nepoužitou bránou. Díky vzájemnému 180stupňovému fázovému posuvu mezi oběma protifázovými výstupy děliče, jsou nežádoucí signály, které projdou vlivem malé izolace mezi prvním výstupem 17 a druhým výstupem ]_8 referenční směrové odbočnice 13, a mezi prvním výstupem 19 a druhým výstupem 20 měřicí směrové odbočnice 14 sečteny v protifázi ajejich 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 čtyřbranu 12. nebo v obráceném směru tak, že brána 9 je vstupní branou a brána 8 je výstupní branou 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 jako rref«rx. (7)If an emphasis is placed on the large broadband connection, broadband directional couplers may be used instead of the reference isolation 13 and the high-isolation measuring direction coupler 14, but with less insulation - typically 10 to 20 dB. however, the circuit shown in FIG. 3 needs to be modified so that a power divider with anti-phase outputs is used instead of the power divider 15, or instead of the power divider 16. This can be realized, for example, by means of a 180-degree hybrid element with a reflection-free unused gate. Due to the 180 degree mutual phase shift between the two phase divider outputs, undesired signals that pass through the low isolation between the first output 17 and the second output 18 of the reference directional coupler 13 and between the first output 19 and the second output 20 of the measuring directional coupler 14 are summed in their influence on the outlet gate 9 is thus largely eliminated. The wiring may be used such that gate 8 is the gateway and gate 9 is the exit gateway of the passive quadrilateral 12. or in the reverse direction such that gate 9 is the gateway gate and gate 8 is the exit gate of the passive quadrilateral 12, i.e. gate 9 is connected to the vector analyzer excitation gate 6 and the gate 8 are coupled to the amplifier 5. 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 coefficient a includes splitter attenuation of power dividers. The reference coefficient of reflection must then be chosen as r ref «r x . 7

Uvedené příklady nejsou však konečné, avšak jedná se o nejvýhodnější zapojení. Teoreticky je možné realizovat i všechny další možné varianty, tedy kdy jsou oba děliče výkonu protifázové, nebo jeden je soufázový a jeden protifázový. Pro varianty, kdy jsou oba děliče výkonu soufázové nebo oba děliče výkonu 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 final, but are the most advantageous engagement. Theoretically, it is possible to realize all other possible variants, ie when both power dividers are anti-phase, or one is in-phase and one is in phase. For variants in which both power dividers are in-phase or both in-phase power dividers, the measured and reference reflection coefficients shall be added together and for the output signal to be as small as possible, the relation (5) shall apply and in other cases suddenly deduct, the relationship must apply (7).

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zapojení pasivního čtyřbranu pro měření extrémních impedanci mikrovlnných obvodových prvků se dvěma děliči výkonu se soufázovými, případně s protifázovými, výstupy a se dvěma směrovými odbočnicemi 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 impedance of microwave circuits with two power dividers with common or counter-phase outputs and with two directional couplers are especially useful for precise measurement of very small and very large impedances , as in the case of impedances of microwave elements made on the basis of carbon nanotubes, whose impedances range from tens to hundreds of kQ.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 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 část 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 dvou děličů výkonu, a to ze vstupního děliče (15) výkonu se vstupní bránou (8) a z výstupního děliče (16) výkonu, jehož vstup je výstupní bránou (9), a ze dvou směrových odbočnic, a to z referenční směrové odbočnice (13) a z měřicí směrové odbočnice (14), kde jeden výstup (22) vstupního děliče (15) výkonu je spojen s jedním výstupem (17) referenční směrové odbočnice (13), jejíž vstup je referenční bránou (11) a jehož druhý výstupA 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 an input gate (8) of the passive part of the system, the passive part of the system having 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 is formed by a passive quadrilateral (12) consisting of two power dividers, namely an input power divider (15) with an input gate (8) and an output power divider (16) whose input is an output gate (9) and two directional couplers, a reference directional coupler (13) and a measuring directional coupler (14), where one output (22) of the input divider e (15) is connected with one output (17) of a reference directional coupler (13) whose input is the reference port (11) and the second output -4CZ 302220 B6 (21) je spojen sjedním výstupem (19) měřicí směrové odboěnice (14), jejíž vstupje měřicí bránou (10), kde druhý výstup (18) referenční směrové odboěnice (13) je spojen sjedním výstupem (23) výstupního děliče (16) výkonu, jehož druhý výstup (24) je spojen s druhým výstupem (20) měřicí směrové odboěnice (14), přičemž vstupní dělič výkonu (15) a výstupní dělič výkonu (16)302220 B6 (21) is connected to one output (19) of a measuring directional coupler (14), the input of which is a measuring gateway (10), wherein the second output (18) of the reference directional coupler (13) is connected to one output of the output divider (16) power, the second output (24) of which is connected to the second output (20) of the measuring directional coupler (14), the input power divider (15) and the output power divider (16) 5 jsou tvořeny děliči výkonu se soufázovými a/nebo protifázovými výstupy v libovolném výběru.5 are power dividers with in-phase and / or non-phase outputs in any selection.
CZ20090773A 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements CZ302220B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20090773A CZ302220B6 (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
CZ20090773A CZ302220B6 (en) 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2009773A3 CZ2009773A3 (en) 2010-12-29
CZ302220B6 true CZ302220B6 (en) 2010-12-29

Family

ID=43383263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20090773A CZ302220B6 (en) 2009-11-19 2009-11-19 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ302220B6 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB889899A (en) * 1960-12-09 1962-02-21 Mullard Ltd Microwave impedance-discriminating devices
US4489271A (en) * 1979-01-15 1984-12-18 Riblet Gordon P Reflection coefficient measurements
US4680538A (en) * 1985-01-15 1987-07-14 Cornell Research Foundation, Inc. Millimeter wave vector network analyzer
GB2409049B (en) * 2003-12-11 2007-02-21 Agilent Technologies Inc Power measurement apparatus and method therefor
DE102006005040A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Network analyzer with switchable bridge
JP2009058348A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Campus Create Co Ltd Measurement method using vector network analyzer, and calibration method and program of the same
CZ301389B6 (en) * 2007-10-11 2010-02-10 Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB889899A (en) * 1960-12-09 1962-02-21 Mullard Ltd Microwave impedance-discriminating devices
US4489271A (en) * 1979-01-15 1984-12-18 Riblet Gordon P Reflection coefficient measurements
US4680538A (en) * 1985-01-15 1987-07-14 Cornell Research Foundation, Inc. Millimeter wave vector network analyzer
GB2409049B (en) * 2003-12-11 2007-02-21 Agilent Technologies Inc Power measurement apparatus and method therefor
DE102006005040A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Network analyzer with switchable bridge
JP2009058348A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Campus Create Co Ltd Measurement method using vector network analyzer, and calibration method and program of the same
CZ301389B6 (en) * 2007-10-11 2010-02-10 Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2009773A3 (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6970000B2 (en) Measuring device, in particular vectorial network analyzer, with separate oscillators
US9391719B2 (en) Method and a system for determining the place of origin of passive intermodulation products
US9841449B2 (en) Apparatus and method for cable phase correction for vector analyzer remote heads
US8126670B2 (en) Method and device for calibrating a network analyzer for measuring at differential connections
US7936173B2 (en) Method for direct measurement of the mixed-mode scattering matrix with a vectorial network analyzer
EP0265073B1 (en) Test arrangement
Mubarak et al. Noise behavior and implementation of interferometer-based broadband VNA
CZ2007709A3 (en) Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Robertson A method of measuring phase at microwave frequencies
Gonçalves et al. A compact impedance measurement solution for systems operating in load varying scenarios
Jargon et al. Nonlinear large-signal scattering parameters: Theory and applications
CZ302220B6 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ302219B6 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ302217B6 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
RU2494408C1 (en) Measuring device of scattering parameters of four-pole at ultra-high frequency
US20220045771A1 (en) Measurement apparatus
CZ20402U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20405U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20404U1 (en) Measuring system for measuring extremal impedances of microwave circuit elements
CZ302218B6 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Pisani et al. A unified calibration algorithm for scattering and load pull measurement
Nikolaenko et al. Analysis of modern techniques for automatic measurements in microwaves
Frolov Intrinsic quality factor extraction of multi-port cavity with arbitrary coupling
CZ20403U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
JPS62240870A (en) Test apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20181119