CZ918U1

CZ918U1 - Holder for measuring microwave transistors

Info

Publication number: CZ918U1
Application number: CZ19931206U
Authority: CZ
Inventors: Karel Ing. Csc. Hoffmann; Přemysl Ing. Hudec; Zbyněk Ing. Škvor; Miloslav Raab
Original assignee: Čvut - Fakulta Elektrotechnická
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1993-10-20
Also published as: CZ547489A3; CZ280624B6

Abstract

The holder is used to measure microwave transistors in a microstrip structure in the 2 to 18 GHz frequency band. The body of the holder consists of a cube (1) with a groove (12) and perpendicularly to its longitudinal axis there is a replaceable base (5) with a microstrip guide. Parallel to them on the opposite walls of the cube (1) there are supports (2) protruding to the sides, which create, a side guide in which there are movable faces (3) without clearance with holes for the coaxial line. The position of the faces (3) can be fixed. On the upper wall of the cube (1) there are two supporting plates (4) parallel to the microstrip line, which are in contact on the sides with the bases (5). The groove (2) has replaceable calibrating or measuring inserts (6,9) which are in contact with the lower conductive part of the bases (5). Their height is equal to the depth of the groove (12). The gap between the ends of the bases (5) is smaller than the width of the groove (12).<IMAGE>

Description

Držák pro měření mikrovlnných tranzistorůHolder for measuring microwave transistors

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká držáku pro měření mikrovlnných tranzistorů ve struktuře mikropáskového vedení.The technical solution relates to a holder for measuring microwave transistors in the microstrip line structure.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Při měření mikrovlnných tranzistorů je nutno používat měřící držák, který má co nejpřesněji aproximovat strukturu, v níž bude tranzistor ve skutečném obvodu provozován. “-Fříkla*·dem ta-kového držáku pro m-ilcjLopáskovoa—struktur rapiílcladmodel—116A&A—ed—firmy --Hewlett—Packard^- -^Fcn-to^-/ držák j© tvořený základním monoblokem nesoucím přípojná mikropásková vedení, na která jsou připojena vstupní a výstupní koaxiální vedení.When measuring microwave transistors, it is necessary to use a measuring bracket to approximate as precisely as possible the structure in which the transistor will operate in the actual circuit. "-Fříkla * · dem ta-screw mount for m-ilcjLopáskovoa-structures rapiílcladmodel-116A & A firm-ed---Hewlett-Packard ^ - - ^-to FCN ^- / j holder © formed the basic monoblock carrying trailers microstrip lines on which the input and output coaxial lines are connected.

U některých typů známých držáků je mezi přípojnými mikropáskovými vedeními vytvořena drážka, umožňující zapuštění měřeného tranzistoru do základního monobloku. Měřený tranzistor je tedy vkládán do mezery nebo do drážky mezi vstupní a výstupní mikropásková vedení. Před vlastním měřením tranzistoru je nutno provést kalibraci držáku a použité měřící aparatury pomocí souboru kalibračních prvků, kterými jsou například zkrat, posunutý zkrat, otevřený konec, bezodrazové zakončení nebo průchozí vedení. Tyto prvky je nutno postupně připojit do míst referenčních rovin měření, respektive mezi referenční roviny měření, které se obvykle uvažují na hranách substrátů vstupního a výstupního mikropáskového vedení. U stávajících držáků lze v referenčních rovinách měření dobře realizovat pouze otevřený konec vedení. Ostatní kalibrační prvky nelze z konstrukčních důvodů realizovat v jejich ideální podobě. Kalibruje se pouze náhražkami přesných kalibračních prvků, které vyhovují pouze ve frekvenčním pásmu jednotek GHz. Při měření v pásmu až 12,4 GHz však způsobuje tato nepřesná kalibrace například chybu měření modulu koeficientu odrazu překračující 0,1, ve frekvenčním pásmu 12,4 až 18 GHz je pak chyba měření ještě větší.In some types of known holders, a groove is formed between the connecting microstrip lines to allow the transistor to be embedded in the base monoblock. The transistor to be measured is therefore inserted into the gap or groove between the input and output microstrip lines. Before measuring the transistor, it is necessary to calibrate the holder and the measuring equipment used by means of a set of calibration elements, such as a short-circuit, a shifted short-circuit, an open end, an echo-free termination or a through line. These elements need to be sequentially connected to the locations of the reference measurement planes or between the reference measurement planes, which are usually considered at the edges of the substrates of the input and output microstrip lines. For existing holders, only the open end of the line can be well realized in the reference reference planes. Other calibration elements cannot be realized in their ideal form for design reasons. It is calibrated only by replacements of precision calibration elements that only match the GHz frequency band. However, in measurements up to 12.4 GHz, this inaccurate calibration causes, for example, a measurement error of the reflection coefficient module exceeding 0.1, and in the frequency range 12.4 to 18 GHz, the measurement error is even greater.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky odstraňuje držák pro měření mikrovlnných tranzistorů podle technického řešení, v jehož těle je na horní ploše vytvořena drážka, kolmo na jejíž podélnou osu jsou umístěna vstupní a výstupní mikropásková vedení, jejichž substráty se opírají o čela s otvory pro připojení vstupního a výstupního koaxiálního vedení. Podstatou technického řešení je, že tělo držáku s drážkou je tvořeno kostkou a je opatřeno na bočních stranách, rovnoběžných s podélnou osou vstupního a výstupního mikropáskového vedení výměnných substrátů opěrkami. Tyto opěrky přesahují boční stěny kostky a tvoří boční vedení pro čela s otvory pro připojení vstupního a výstupního koaxiálního vedení, která jsou mezi přečnívajícími částmi opěrek uložena suvně bez vůle. Každé z čel je opatřeno výstupkem nad horní plochou kostky. Poloha čel je fixovatelná. Horní stěna kostky je opatřena dvěma opěrnými příložkami rovnoběžnými s podélnou osou vstupního a výstupního mikropáskového vedení vyměnitelných substrátů. Příložky těsně dosedají na tyto substráty.V drážce jsou pod substráty umístěny výměnné kalibrační nebo měřící vložky, které jsou v dotyku se spodní vodivou částí substrátů a mají výšku rovnou hloubce drážky. Šířka drážky je větší než mezera mezi konci substrátů.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the holder for measuring of microwave transistors according to the technical solution, in the body of which a groove is formed on the upper surface, perpendicularly on its longitudinal axis are inlet and outlet microstrip lines. knowledge. The essence of the technical solution is that the body of the grooved holder is formed by a cube and is provided on the sides parallel to the longitudinal axis of the inlet and outlet microstrip guide of the exchangeable substrates with supports. These supports extend beyond the side walls of the cube and form side guides for the faces with openings for connecting the inlet and outlet coaxial guides, which are slidably mounted between the protruding parts of the supports. Each of the faces is provided with a projection above the top surface of the cube. The position of the faces is fixed. The top wall of the cube is provided with two support plates parallel to the longitudinal axis of the input and output microstrip lines of the replaceable substrates. In the groove, replaceable calibration or measuring inserts are placed under the substrates, which are in contact with the lower conductive part of the substrates and have a height equal to the depth of the groove. The groove width is greater than the gap between the ends of the substrates.

Výhodou držáku podle technického řešení je reprodukovatelnost montáže kalibračních a měřících prvků i přípojných vedení k tranzistoru, což je zajištěno bočním vedením substrátů i přechodů mikropáskové vedení - koaxiální vedeni. Použitím výměnných kalibračních substrátů lze ke kalibraci použít kalibrační prvky v jejich· ideální podobě, to je například mikro3 páskový zkrat respektive posunutý zkrat vytvořený pokovením hrany substrátu a přiloženou vodivou odraznou deskou zasahující do oblasti nad horní plochou substrátu, průchozí vedení realizované na jediném neděleném substrátu, bezodrazové zakončení pomocí posuvné mikropáskové bezodrazové koncovky.The advantage of the holder according to the technical solution is the reproducibility of mounting of calibration and measuring elements as well as connecting lines to the transistor, which is ensured by the lateral guidance of substrates and transitions of the microstrip line - coaxial line. By using replaceable calibration substrates, calibration elements in their ideal form can be used to calibrate, such as a micro3 tape short circuit or a shifted short circuit formed by metallizing the substrate edge and the conductive reflective plate enclosed in the region above the upper surface of the substrate. non-reflective terminations with sliding microstrip non-reflective terminals.

Přehled obrázků na výkresechOverview of the drawings

Technické řešení držáku pro měření mikrovlnných tranzistorů bude blíže popsáno na příkladu podle přiloženého výkresu, kde je schematicky uvedeno jeho uspořádání.The technical solution of the holder for measuring microwave transistors will be described in more detail on the example according to the attached drawing, where its arrangement is schematically shown.

Příklady provedeníExamples

Základním dílem je kostka i s drážkou 12. Na kostku i jsou ze stran kolmých na podélnou osu drážky 12 přišroubovány opěrky 2, které tyto boční strany kostky i přesahují. Opěrky 2 bočně vedou čela 3., na která jsou v místě otvorů 10 přišroubovány přechody mikropáskové vedení - koaxiální vedení, -napři k -1-ad-fxýpchnd OSM—141074—od--firmy Omni-Spcetrn . Vedení čel 3.The base part is a cube with a groove 12. Supports 2 are screwed to the cube 1 from the sides perpendicular to the longitudinal axis of the groove 12, which overlap these sides of the cube. The supports 2 extend laterally to the end faces 3 to which the microstrip-coaxial-line transitions are screwed at the apertures 10, for example to Omni-Spcetrn's -1-ad-exchanger OSM-141074. Lead guiding 3.

opěrkami 2 je suvné bez vůle. Čela 3 lze vertikálně posouvat a ve zvolené poloze fixovat například šrouby procházejícími výřezy 11 a zašroubovanými do kostky 1.. Shora jsou na základní kostku 1 připojeny, například přišroubovány, dvě opěrné příložky 4, bočně vedoucí výměnné substráty 5 s mikropáskovým vedením. Substráty 5 jsou opěrnými příložkami 4 vedeny suvně bez vůle. Na čelech 3. je výstupek který se po namontování substrátů 5 opře o jejich horní plochu. Plochu substrátů 5 lze fixovat například šrouby s pružnou podložkou procházejícími opěrnými příložkami 4 a zašroubovanými do kostky jL.The backrests 2 are slidable without play. The fronts 3 can be vertically displaced and fixed in the selected position by, for example, screws passing through the slots 11 and screwed into the cube 1. From above, two support plates 4, laterally extending interchangeable substrates 5 with a microstrip guide are attached to the base cube 1. The substrates 5 are guided free of play by the support plates 4. On the faces 3 there is a projection which, after mounting the substrates 5, rests on their upper surface. The surface of the substrates 5 can be fixed, for example, by screws with an elastic washer extending through the support plates 4 and screwed into the cube 11.

Substráty 5 se vkládaj í do držáku při čelech 3 povysunutých cca o 0,5 mm výše než je výška substrátu 5_ a přitažených šrouby ke kostce 1,. Substrát 5. se vloží mezi .opěrné příložkyThe substrates 5 are inserted into the holder with the fronts 3 extended approximately 0.5 mm higher than the height of the substrate 5 and tightened by screws to the cube 1. The substrate 5 is inserted between the support plates

4, zasune se pod výstupem 8, dotlačí k čelu 3. a zafixuje šrouby s pružnou podložkou. Potom se povolí šrouby držící čelo 3., toto se spustí až výstupek 8 dolehne na substrát 5 a šrouby se přitáhnou. Pružností dielektrika v přechodu mikropáskové vedení - koaxiální vedení dojde ke galvanickému spojení středního vodiče koaxiálu s mikropáskem. Tímto konstrukčním řešením je vzájemná poloha přechodu mikropáskové vedení - koaxiální vedení a substrátu .5 ve všech třech směrech definovaná a reprodukovatelně nastavitelná. Při opakovaném měření ve frekvenčním pásmu 8 až 12,4 GHz byla reprodukovatelnost lepši než 1%. Při kalibraci je pod substráty 5 do drážky 12 vložena kalibrační vložka 6 přišroubovaná ke kostce 1. Vložka 6. je stejně vysoká jako hloubka drážky 12. Kalibruje-li se zkratem nebo posunutým zkratem, na kalibrační vložku 6 se k pokovené hraně substrátů4, pushes it under the outlet 8, pushes it to the face 3. and fixes the screws with the spring washer. Then, the screws holding the face 3 are loosened, this is lowered until the projection 8 abuts the substrate 5 and the screws are tightened. The elasticity of the dielectric in the microstrip line - coaxial line leads to galvanic connection of the coaxial middle conductor to the microstrip. With this design, the relative position of the microstrip line - coaxial line and substrate 5 transition is defined and reproducibly adjustable in all three directions. Reproducibility was better than 1% when repeated measurements in the 8 to 12.4 GHz frequency band. During calibration, a calibration insert 6 is screwed into the cube 1 under the substrates 5, screwed to the cube 1. The insert 6 is as high as the depth of the groove 12. If calibrated with a short or offset short-circuit,

5. přiloží odrazná deska 7. Otevřeným koncem mikropáskového vedení se kalibruje, po výměně substrátu 5, bez odrazné desky 7. Průchozím vedením se kalibruje tak, že se substráty 5, nahradí jedním substrátem s průchozím mikropáskovým vedením stejně dlouhým jako kostka 1.. Na toto vedení lze shora položit posuvnou miropáskovou bezodrazovou koncovku a kalibrovat bezodrazovým zakončením. Při vlastním měřeni tranzistoru je kalibrační vložka 6 nahrazena měřící vložkou 9, tvarově odpovídající pozdru použitého tranzistoru. Výměnou substrátů 5. a měřící vložky 9 lze držák přizpůsobit pro měření tranzistorů s různými typy pouzder. Galvanického propojení vývodů tranzistorů s mikropásky na substrátech 5a s měící vložkou 9 je dosaženo pomocí přítlaku kolíčky z dielektrického materiálu nebo gumy, podobně jako u modelu 11608A. Přítlačný mechanismus je součástí přiklopného víčka otočně připojenému k opěrkám 2. Víčko a přítlačný mechanismus nejsou na výkrese, neboť nejsou předmětem uváděného technického řešení. Přesnost měření byla ověřována měřením koeficientů odrazů a přenosů kalibračních zkratů různých délek a průchozím vedením. Maximální chyba měření byla typicky 0,01 v modulu a 1 stupeň ve fázi.5. Apply a reflective plate 7. The open end of the microstrip is calibrated, after the substrate 5 has been replaced, without the reflective plate 7. Calibrate the through line by replacing the substrates 5 with one substrate with a through microstrip as long as the cube 1. this guide can be laid from above with a sliding mirrored non-reflective terminal and calibrated with an anechoic termination. When measuring the transistor itself, the calibration insert 6 is replaced by a measuring insert 9 corresponding to the shape of the transistor used. By changing the substrates 5 and the measuring insert 9, the holder can be adapted to measure transistors with different types of housings. The galvanic interconnection of the transistor and microstrip terminals on the substrates 5a with the measuring insert 9 is achieved by using a pin of a dielectric material or rubber, similar to the 11608A. The thrust mechanism is part of a hinged lid rotatably attached to the armrests 2. The lid and thrust mechanism are not shown in the drawing, since they are not the subject of the present invention. The accuracy of the measurements was verified by measuring the reflection coefficients and the transmission of calibration shorts of different lengths and through the line. The maximum measurement error was typically 0.01 per module and 1 degree per phase.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Konstrukce držáku podle uvedeného technického řešeni je využitelná pro měření mikrovlnných tranzistorů ve struktuře t mikropáskového vedení a umožňuje reprodukovatelnost montáže * kalibračních a měřících prvků i přípojných vedení.The design of the holder according to the present invention is useful for measuring microwave transistors in the microstrip line structure t and allows reproducibility of mounting of the calibration and measuring elements as well as the connecting lines.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

A holder for measuring transistors in the body of which a groove is formed on the upper surface, perpendicular to its longitudinal axis, inlet and outlet microstrip lines are placed, the substrates of which are supported by fronts with openings for connecting inlet and outlet coaxial lines. * in that the groove holder body (12) is formed by a cube (1) and is provided on the sides parallel to the longitudinal axis of the inlet and outlet microstrip guide of the substrates (5) which are replaceable with supports (2) extending over these side walls - straps and forming side guides for the faces (3) with coaxial holes (10), which are slidably mounted between the protruding »parts of the supports (2), each of the faces (3) being provided with a stop projection (8) ) above the upper surface of the cube (1) and the position of the faces (3) is fixed and the upper wall of the cube (1) is provided with two and shims (4) parallel to the longitudinal axis of the inlet and outlet microstrip lines of the replaceable substrates (5) lying side-to-side abutting said substrates (5), replaceable calibration or measuring inserts (6) located below the substrates (5). (9), respectively, which are in contact with the lower conductive surface of the substrates (5) and whose height is equal to the depth of the groove (12) and the gap between the ends of the substrates (5) is smaller than the width of the groove (12).