EA033772B1 - Interferometric method of measuring a reflection coefficient of a microwave device - Google Patents

Interferometric method of measuring a reflection coefficient of a microwave device Download PDF

Info

Publication number
EA033772B1
EA033772B1 EA201700382A EA201700382A EA033772B1 EA 033772 B1 EA033772 B1 EA 033772B1 EA 201700382 A EA201700382 A EA 201700382A EA 201700382 A EA201700382 A EA 201700382A EA 033772 B1 EA033772 B1 EA 033772B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
signal
frequency
port
measuring
device under
Prior art date
Application number
EA201700382A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201700382A1 (en
Inventor
Andrey Aleksandrovich Terentev
Sergey Mikhailovich Nikulin
Original Assignee
Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu Nauchno Issledovatelskij Inst Vektornykh Izmerenij
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 Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu Nauchno Issledovatelskij Inst Vektornykh Izmerenij filed Critical Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostyu Nauchno Issledovatelskij Inst Vektornykh Izmerenij
Publication of EA201700382A1 publication Critical patent/EA201700382A1/en
Publication of EA033772B1 publication Critical patent/EA033772B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

The invention can be used for measuring the reflection coefficient of nonlinear microwave devices. The technical result is the possibility of separately analyzing microwave devices on the base frequency and the frequencies of the upper harmonics of a signal fed to the input of said devices, since signals reflected from the microwave devices under analysis can be subjected to frequency selection using 6-port measuring reflectometers. For measuring purposes, 6-port measuring reflectometers are used. A probe signal, the frequency of which is adjusted within a given frequency range, is fed to a microwave device under analysis. Using a 6-port measuring reflectometer, 4 combinations of the probe signal and a signal reflected from the device under analysis are identified, whereupon said combinations are summed with a reference signal, the phase of which is dependent upon the frequency of the probe signal. The amplitudes of the variable components of the four resulting signal sums are found, whereupon, using said signals as information signals of the 6-port reflectometer, the coefficient of reflection from the device under analysis is calculated within a given frequency range.

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к способам измерения электрических характеристик, а именно к способам измерения параметров СВЧ-устройств, и может быть использовано для измерения коэффициента отражения СВЧ-устройств, работающих в нелинейном режиме.The invention relates to methods for measuring electrical characteristics, and in particular to methods for measuring the parameters of microwave devices, and can be used to measure the reflection coefficient of microwave devices operating in non-linear mode.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Широко известны измерительные устройства для измерения коэффициентов отражения и передачи, наиболее распространенными из которых являются векторные анализаторы цепи (ВАЦ). В конструкции стандартного ВАЦ реализован способ измерения коэффициентов отражения и передачи, основанный на возбуждении исследуемых объектов СВЧ-сигналами (падающими волнами), выделение прошедших через исследуемый объект и отраженных от исследуемого объекта сигналов (прошедших и отраженных волн) с использованием измерительных приемников и измерение отношений амплитуд выделенных волн для расчета коэффициентов отражения и передачи исследуемого объекта [Understanding the Fundamental Principles of Vector Network Analysis. ApplicationNote/ Agilent Technologies, Inc., 2012]. Наиболее современные из ВАЦ обладают высокой чувствительностью и высокой точностью измерения, а также работают в широчайшем диапазоне частот.Measuring devices for measuring reflection and transmission coefficients are widely known, the most common of which are vector circuit analyzers (VACs). The design of the standard VAC implements a method for measuring the reflection and transmission coefficients, based on the excitation of the studied objects by microwave signals (incident waves), the selection of signals transmitted (transmitted and reflected waves) transmitted through the studied object and reflected from the studied object, and the measurement of amplitude ratios extracted waves for calculating the reflection and transmission coefficients of the object under study [Understanding the Fundamental Principles of Vector Network Analysis. ApplicationNote / Agilent Technologies, Inc., 2012]. The most modern of the VAC have high sensitivity and high accuracy of measurement, and also operate in the widest frequency range.

Недостатком известного способа измерения S-параметров, реализованного в известных измерительных устройствах, является невозможность его применения в режиме большого сигнала, который является наиболее актуальным при измерении параметров СВЧ-устройств, работающих в нелинейном режиме (например, многие транзисторные усилители мощности СВЧ переходят в нелинейный режим работы только при повышении уровня входного сигнала и переходе транзистора в режим насыщения). Максимально достижимый для описанных способов уровень сигнала, подаваемого на исследуемый объект, составляет 20-23 дБм [Keysight Technologies. Network Analyzer Selection Guide, http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-7603EN.pdf].A disadvantage of the known method for measuring S-parameters implemented in known measuring devices is the impossibility of its application in the large signal mode, which is most relevant when measuring the parameters of microwave devices operating in non-linear mode (for example, many microwave transistor power amplifiers go into non-linear mode work only when the input signal rises and the transistor enters saturation mode). The maximum achievable for the described methods, the level of the signal supplied to the studied object is 20-23 dBm [Keysight Technologies. Network Analyzer Selection Guide, http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-7603EN.pdf].

Известен способ измерения параметров СВЧ-устройств в режиме большого сигнала на основе метода полигармонической дисторсии, описанного, например, в [David E. Root, JanVerspecht, David Sharrit, JohnWood, Alex Cognata. Broad-Band Poly-Harmonic Distortion (PHD) Behavioral Models From Fast Automated Simulations and Large-Signal Vectorial Network Measurements/ IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 53, No. 11, November 2005, p. 3656-3664]. Данный способ основан на измерении множества параметров исследуемого объекта, описывающих линейное и нелинейное поведение, построении модели поведения исследуемого объекта и восстановления из данной модели коэффициентов отражения и передачи исследуемого объекта. Такой метод обеспечивает возможность задания высоких уровней сигналов, подаваемых на исследуемые СВЧ-устройства, возможность частотной селекции откликов исследуемых СВЧ-устройств, и на основании этого позволяет создавать измерительные системы для анализа как линейных, так и нелинейных СВЧ-устройств. Указанный способ лежит в основе многих современных измерительных систем. В частности, указанный способ измерения реализуется при измерении Хпараметров [D.E. Root, J. Horn, L. Betts, С. Gillease, J. Verspecht, X-parameters: The new paradigm for measurement, modeling, and design of nonlinear RF and microwave components, Microwave Engineering Europe, December 2008, p. 16-21] в ряде ВАЦ компании Keysight [Keysight Technologies. Network Analyzer Selection Guide, http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-7603EN.pdf].A known method of measuring the parameters of microwave devices in large signal mode based on the polyharmonic distortion method described, for example, in [David E. Root, JanVerspecht, David Sharrit, JohnWood, Alex Cognata. Broad-Band Poly-Harmonic Distortion (PHD) Behavioral Models From Fast Automated Simulations and Large-Signal Vectorial Network Measurements / IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 53, No. November 11, 2005, p. 3656-3664]. This method is based on measuring the set of parameters of the investigated object, describing linear and nonlinear behavior, building a model of the behavior of the studied object and recovering the reflection and transmission coefficients of the studied object from this model. This method provides the ability to set high levels of signals supplied to the studied microwave devices, the frequency selection of the responses of the studied microwave devices, and on the basis of this allows the creation of measuring systems for the analysis of both linear and nonlinear microwave devices. This method is the basis of many modern measuring systems. In particular, the specified measurement method is implemented when measuring Xparameters [D.E. Root, J. Horn, L. Betts, C. Gillease, J. Verspecht, X-parameters: The new paradigm for measurement, modeling, and design of nonlinear RF and microwave components, Microwave Engineering Europe, December 2008, p. 16-21] at a number of VACs from Keysight [Keysight Technologies. Network Analyzer Selection Guide, http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5989-7603EN.pdf].

Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная чрезвычайной трудоемкостью и избыточностью метода полигармонической дисторсии для измерения коэффициентов отражения и передачи. В частности, для реализации известного метода необходимы ВАЦ по крайней мере с двумя встроенными генераторами и с доступом к приемникам.The disadvantage of this method is its complexity due to the extreme complexity and redundancy of the polyharmonic distortion method for measuring reflection and transmission coefficients. In particular, to implement the known method, a VAC with at least two built-in generators and access to receivers is required.

Известен интерферометрический способ измерения комплексных коэффициентов отражения и передачи, основанный на возбуждении исследуемых объектов СВЧ-сигналами (падающими волнами), выделение четырех линейно независимых комбинаций падающих на исследуемый объект и отраженных от исследуемого объекта (прошедших через исследуемый объект) сигналов (падающих и отраженных (прошедших) волн) с использованием измерительных 6-портовых рефлектометров и расчет комплексных коэффициентов отражения и передачи исследуемого объекта на основании их значений. Указанный способ также лежит в основе многих современных измерительных систем. В частности, указанный способ измерения реализуется в интеллектуальном анализаторе СВЧ-цепей [Кудрявцев A.M. Интеллектуальный анализатор СВЧ-цепей и антенн/ А.М. Кудрявцев, С.М. Никулин. Учеб. пособие. - Н. Новгород: НГТУ, 2005, ISBN 5-93272-312-2, с. 17]. Такой способ, реализованный, например, в указанном анализаторе СВЧ-цепей, позволяет подавать на исследуемые СВЧ-устройства большие уровни сигналов, достаточные для обеспечения нелинейного режима их работы.Known interferometric method for measuring complex reflection and transmission coefficients, based on the excitation of the studied objects by microwave signals (incident waves), the allocation of four linearly independent combinations of incident on the studied object and reflected from the studied object (passed through the studied object) signals (incident and reflected (transmitted ) waves) using measuring 6-port reflectometers and calculating the complex reflection and transmission coefficients of the studied object based on their value Nij. This method also underlies many modern measuring systems. In particular, this measurement method is implemented in an intelligent microwave circuit analyzer [Kudryavtsev A.M. Intelligent analyzer of microwave circuits and antennas / A.M. Kudryavtsev, S.M. Nikulin. Textbook allowance. - N. Novgorod: NSTU, 2005, ISBN 5-93272-312-2, p. 17]. Such a method, implemented, for example, in the specified microwave circuit analyzer, allows high signal levels sufficient to provide a non-linear mode of operation to be supplied to the microwave devices under study.

Недостатком известного способа, выбранного в качестве ближайшего аналога, является невозможность выделения высших гармонических составляющих на фоне основного тона и других гармонических составляющих в отраженных от исследуемых СВЧ-устройств сигналах, т.е. невозможность частотной селекции сигналов. Это обуславливает невозможность применения известного способа для анализа поведения СВЧ-устройств, работающих в нелинейном режиме.The disadvantage of this method, selected as the closest analogue, is the inability to highlight the higher harmonic components against the background of the fundamental tone and other harmonic components in the signals reflected from the studied microwave devices, i.e. the impossibility of frequency selection of signals. This makes it impossible to use the known method for analyzing the behavior of microwave devices operating in non-linear mode.

Раскрытие изобретенияDisclosure of Invention

Задачей настоящего изобретения является разработка интерферометрического способа измеренияAn object of the present invention is to provide an interferometric measurement method

- 1 033772 коэффициента отражения СВЧ-устройств, работающих в нелинейном режиме, с использованием 6портовых измерительных рефлектометров.- 1 033772 reflection coefficient of microwave devices operating in non-linear mode, using 6-port measuring reflectometers.

Технический результат заключается в возможности раздельного анализа СВЧ-устройств на частоте основного тона и на частотах высших гармоник сигнала, подаваемого на их вход, за счет возможности частотной селекции отраженных от исследуемых СВЧ-устройств сигналов с использованием 6-портовых измерительных рефлектометров.The technical result consists in the possibility of a separate analysis of microwave devices at the fundamental frequency and at the frequencies of the higher harmonics of the signal supplied to their input, due to the possibility of frequency selection of signals reflected from the studied microwave devices using 6-port measuring reflectometers.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что предложен интерферометрический способ измерения коэффициента отражения, заключающийся в том, что исследуемое устройство подключают к порту подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра;The claimed technical result is achieved due to the fact that the proposed interferometric method for measuring the reflection coefficient, which consists in the fact that the investigated device is connected to the connection port of the studied device 6-port measuring reflectometer;

формируют зондирующий сигнал с изменяющейся в заданном диапазоне частотой и подают сформированный зондирующий сигнал на порт зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра и на вход исследуемого устройства;generating a probe signal with a frequency varying in a predetermined range and supplying the generated probe signal to the probe signal port of the 6-port measuring reflectometer and to the input of the device under study;

отраженный от исследуемого устройства сигнал подают на порт подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра, формируют с использованием 6-портового измерительного рефлектометра четыре информационных сигнала;the signal reflected from the device under investigation is supplied to the connection port of the device under study of the 6-port measuring reflectometer, four information signals are formed using the 6-port measuring reflectometer;

детектируют сформированные информационные сигналы;detect the generated information signals;

рассчитывают коэффициент отражения от исследуемого устройства на основе значений продетектированных сигналов, при этом дополнительно формируют опорный сигнал на частоте, соответствующей частоте зондирующего сигнала или частоте одной из его высших гармоник;calculate the reflection coefficient from the device under study on the basis of the values of the detected signals, while additionally generating a reference signal at a frequency corresponding to the frequency of the probing signal or the frequency of one of its higher harmonics;

формируют опорный сигнал с изменяемой фазой путем изменения фазы сформированного опорного сигнала в зависимости от частоты зондирующего сигнала;form a reference signal with a variable phase by changing the phase of the generated reference signal depending on the frequency of the probing signal;

каждый информационный сигнал формируют путем сложения опорного сигнала с изменяемой фазой и одной из четырех линейно независимых комбинаций подаваемого на вход исследуемого устройства и отраженного от исследуемого устройства сигналов, снимаемой с одного из четырех портов информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра.each information signal is formed by adding the reference signal with a variable phase and one of four linearly independent combinations of the signals input to the device under study and the signals reflected from the device under study, taken from one of the four information signal ports of the 6-port measuring reflectometer.

Расчет коэффициента отражения от исследуемого устройства может включать построение зависимостей каждого из четырех информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра от частоты в диапазоне частот анализа исследуемого устройства, выделение зависимостей амплитуд переменных составляющих зависимостей каждого из четырех информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра от частоты и использование выделенных зависимостей в качестве информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра для вычисления коэффициента отражения от исследуемого устройства.Calculation of the reflection coefficient from the device under study may include building the dependences of each of the four information signals of the 6-port measuring reflectometer on the frequency in the frequency range of the analysis of the device under study, highlighting the dependences of the amplitudes of the variable components of the dependence of each of the four information signals of the 6-port measuring reflectometer on the frequency and using dependencies as information signals of a 6-port measuring reflectometer for calculating lized reflectance from the test device.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На прилагаемых чертежах приведены структурные схемы примеров аппаратной реализации предлагаемого способа.The accompanying drawings show structural diagrams of examples of hardware implementation of the proposed method.

На фиг. 1 приведена структурная схема примера аппаратной реализации предлагаемого способа, когда опорный сигнал формируют отдельно и подают уже сформированным на порт опорного сигнала.In FIG. 1 is a structural diagram of an example of a hardware implementation of the proposed method, when the reference signal is generated separately and fed already generated to the port of the reference signal.

На фиг. 2 приведена структурная схема примера аппаратной реализации предлагаемого способа, когда в качестве опорного сигнала используют часть зондирующего сигнала, отобранного в тракте подачи сигнала на вход зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра (между портом зондирующего сигнала 2 и соответствующим входом рефлектометра 1).In FIG. 2 is a structural diagram of an example of hardware implementation of the proposed method, when a portion of the probing signal selected in the signal supply path to the probing signal input of a 6-port measuring reflectometer (between the probe signal port 2 and the corresponding reflectometer input 1) is used as a reference signal.

На фиг. 3 приведена структурная схема примера аппаратной реализации предлагаемого способа, когда в качестве опорного сигнала используют часть зондирующего сигнала, отобранного в тракте подачи сигнала на вход зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра (между портом зондирующего сигнала 2 и соответствующим входом рефлектометра 1), прошедшая через умножитель частоты в целях задания частоты опорного сигнала равной частоте одной из высших гармоник зондирующего сигнала.In FIG. 3 is a structural diagram of an example of hardware implementation of the proposed method, when a portion of the probing signal selected in the signal supply path to the probing signal input of a 6-port measuring reflectometer (between the probe signal port 2 and the corresponding reflectometer 1 input) is used through the multiplier as the reference signal frequency in order to set the frequency of the reference signal equal to the frequency of one of the higher harmonics of the probing signal.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Заявленный способ в общем случае реализуют следующим образом.The claimed method is generally implemented as follows.

Для измерения коэффициента отражения исследуемого объекта используют 6-портовый измерительный рефлектометр. В общем случае 6-портовый измерительный рефлектометр содержит порт зондирующего сигнала, порт подключения исследуемого устройства и 4 порта информационных сигналов.To measure the reflection coefficient of the investigated object using a 6-port measuring reflectometer. In general, a 6-port OTDR contains a probe signal port, a connection port for the device under study, and 4 information signal ports.

Формируют зондирующий сигнал с частотой, перестраиваемой с заданным шагом перестройки в заданном диапазоне частот анализа исследуемого СВЧ-устройства, и подают его на порт зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра. Формируют опорный сигнал и подают его через фазовращатель в виде опорного сигнала с изменяемой фазой на порт опорного сигнала, причем набег фазы опорного сигнала с изменяемой фазой должен зависеть от частоты самого опорного сигнала (предпочтительна линейная зависимость набега фазы от частоты). Частоту опорного сигнала устанавливают соответствующей частоте зондирующего сигнала либо частоте одной из высших гармоник зондирующе- 2 033772 го сигнала, т.е. формируют опорный сигнал, частота которого зависит по времени от указанных характеристик зондирующего сигнала. При этом при необходимости используют дополнительные широко известные в радиотехнике устройства, обеспечивающие требуемые уровни зондирующего и опорного сигналов, например усилители сигналов, аттенюаторы и др.A probe signal is generated with a frequency tunable with a given tuning step in a given frequency range of the analysis of the microwave device under study, and it is fed to the probe signal port of a 6-port measuring reflectometer. The reference signal is generated and supplied through the phase shifter in the form of a variable-phase reference signal to the reference signal port, and the phase advance of the variable-phase reference signal should depend on the frequency of the reference signal itself (a linear dependence of the phase incursion on frequency is preferable). The frequency of the reference signal is set to the corresponding frequency of the probing signal or to the frequency of one of the higher harmonics of the probing signal 2033772, i.e. form a reference signal, the frequency of which depends on time on the specified characteristics of the probing signal. In this case, if necessary, additional additional devices widely known in radio engineering are used that provide the required levels of sounding and reference signals, for example, signal amplifiers, attenuators, etc.

На четырех информационных портах 6-портового измерительного рефлектометра формируют сигналы, представляющие собой четыре линейно независимые комбинации подаваемого на вход исследуемого устройства и отраженного от исследуемого устройства сигналов (волн). Формируют четыре информационных сигнала путем сложения сигналов, снимаемых с информационных портов 6-портового измерительного рефлектометра, и опорного сигнала с изменяемой фазой.Signals are generated on the four information ports of the 6-port measuring reflectometer, which are four linearly independent combinations of the signals (waves) supplied to the input of the studied device and reflected from the studied device. Four information signals are generated by adding the signals taken from the information ports of the 6-port measuring OTDR and the reference signal with a variable phase.

Проводят калибровку 6-портового рефлектометра совместно с дополнительными аппаратными средствами в плоскости подключения исследуемого СВЧ-устройства любым известным способом. После окончания калибровки исследуемое устройство подключают к порту подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра.A 6-port OTDR is calibrated together with additional hardware in the connection plane of the microwave device under study in any known manner. After calibration, the test device is connected to the connection port of the test device of the 6-port measuring reflectometer.

После этого проводят измерения в соответствии с интерферометрическим способом измерения коэффициента отражения, являющимся предметом настоящего изобретения, для чего выполняют следующие действия.After that, measurements are made in accordance with the interferometric method for measuring the reflection coefficient, which is the subject of the present invention, for which the following steps are performed.

1. Устанавливают частоту опорного сигнала в соответствии с выбранным режимом измерения; например для выделения и анализа отклика исследуемого устройства на частоте основного тона зондирующего сигнала частоту опорного сигнала устанавливают равной частоте зондирующего сигнала;1. Set the frequency of the reference signal in accordance with the selected measurement mode; for example, to isolate and analyze the response of the device under study at the frequency of the fundamental tone of the probing signal, the frequency of the reference signal is set equal to the frequency of the probing signal;

для выделения и анализа отклика исследуемого устройства на частоте одной из высших гармоник зондирующего сигнала частоту опорного сигнала устанавливают равной частоте соответствующей гармоники зондирующего сигнала.To isolate and analyze the response of the device under study at the frequency of one of the higher harmonics of the probe signal, the frequency of the reference signal is set equal to the frequency of the corresponding harmonic of the probe signal.

2. Подают зондирующий сигнал на порт зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра и на вход исследуемого устройства.2. A probe signal is supplied to the probe signal port of the 6-port measuring OTDR and to the input of the device under study.

3. Подают отраженный от исследуемого устройства сигнал на порт подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра.3. The signal reflected from the device under investigation is supplied to the connection port of the device under study of the 6-port measuring reflectometer.

4. При помощи 6-портового измерительного рефлектометра выделяют четыре комбинации зондирующего и отраженного от исследуемого устройства сигналов.4. Using a 6-port measuring OTDR, four combinations of the probing and reflected signals from the device under study are distinguished.

5. Формируют информационные сигналы путем суммирования каждой из четырех комбинаций зондирующего и отраженного от исследуемого устройства сигналов с опорным сигналом с изменяемой фазой.5. Form information signals by summing each of the four combinations of probing and reflected from the device under study signals with a reference signal with a variable phase.

6. Повторяют операции по пп.1-5 для всех частот заданного диапазона частот анализа исследуемого устройства с заданным шагом перестройки частоты.6. Repeat the operation according to claims 1-5 for all frequencies of a given frequency range of the analysis of the studied device with a given frequency tuning step.

7. Детектируют сформированные информационные сигналы в заданном диапазоне частот анализа исследуемого устройства при помощи детекторов, например при помощи диодных детекторов мощности СВЧ. При этом указанные детекторы мощности в общем случае содержат детектирующие элементы с нелинейной вольт-амперной характеристикой (например, диоды) и фильтры нижних частот (ФНЧ).7. The generated information signals are detected in a given frequency range of the analysis of the device under study using detectors, for example, using microwave diode power detectors. Moreover, these power detectors generally contain detecting elements with a non-linear current-voltage characteristic (for example, diodes) and low-pass filters (low-pass filters).

8. Рассчитывают коэффициент отражения от исследуемого устройства на основе значений продетектированных сигналов, при этом:8. Calculate the reflection coefficient from the studied device based on the values of the detected signals, while:

а) строят зависимости значений каждого из четырех продетектированных информационных сигналов от частоты в заданном диапазоне частот анализа исследуемого устройства, имеющие вид приподнятой меняющейся функции, а в случае линейной зависимости набега фазы опорного сигнала от частоты в фазовращателе - гармонической функции. При этом постоянная составляющая полученной зависимости является медленной функцией частоты, а переменная составляющая (в случае линейной зависимости набега фазы опорного сигнала от частоты в фазовращателе - гармоническая) является быстрой функцией частоты;a) build the dependence of the values of each of the four detected information signals on the frequency in a given frequency range of the analysis of the studied device, having the form of an elevated changing function, and in the case of a linear dependence of the phase incursion of the reference signal on the frequency in the phase shifter - harmonic function. In this case, the constant component of the obtained dependence is a slow function of frequency, and the variable component (in the case of a linear dependence of the phase incursion of the reference signal on the frequency in the phase shifter is harmonic) is a fast function of frequency;

б) строят зависимости амплитуд переменных составляющих каждого из четырех информационных сигналов от частоты в заданном диапазоне частот анализа исследуемого устройства;b) build the dependence of the amplitudes of the variable components of each of the four information signals on the frequency in a given frequency range of the analysis of the studied device;

в) используя полученные зависимости амплитуд переменных составляющих от частоты в качестве информационных сигналов 6-портового рефлектометра, рассчитывают коэффициент отражения от исследуемого устройства в заданном режиме (на частоте основного тона зондирующего сигнала либо частоте одной из его высших гармоник) в заданном диапазоне частот анализа исследуемого устройства по известным формулам расчета коэффициента отражения при проведении измерения 6-портовым рефлектометром, описанным, например, в [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].c) using the obtained dependences of the amplitudes of the variable components on the frequency as information signals of a 6-port reflectometer, calculate the reflection coefficient from the device under study in a given mode (at the frequency of the fundamental tone of the probe signal or the frequency of one of its higher harmonics) in a given frequency range of the analysis of the device under study according to the well-known formulas for calculating the reflection coefficient when measuring with a 6-port reflectometer, described, for example, in [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].

Рассчитанный по п.8 коэффициент отражения от исследуемого СВЧ-устройства будет содержать только одну компоненту, описывающую отношение уровней отраженного сигнала на выбранной частоте (отраженной волны на выбранной частоте) и зондирующего сигнала (падающей волны). Это обеспечивается эффектом перемножения сигналов при подаче суммы двух сигналов на элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой (например, на диод в диодном детекторе мощности СВЧ, вольт-амперная характеристика которого имеет вид квадратичной функции) и последующем выделении низкочастотнойThe reflection coefficient calculated from claim 8 from the microwave device under study will contain only one component that describes the ratio of the levels of the reflected signal at the selected frequency (reflected wave at the selected frequency) and the probe signal (incident wave). This is ensured by the effect of signal multiplication when a sum of two signals is applied to an element with a non-linear current-voltage characteristic (for example, to a diode in a microwave diode power detector, the current-voltage characteristic of which has the form of a quadratic function) and the subsequent isolation of the low-frequency

- 3 033772 составляющей результата перемножения фильтром нижних частот, используемом в детекторах мощности СВЧ [Устройства приема и обработки сигналов: учеб. пособие. Кн. 1/ Под ред. С.Б. Макарова и С.А.- 3 033772 component of the result of multiplication by the low-pass filter used in microwave power detectors [Signal reception and processing devices: textbook. allowance. Prince 1 / Ed. S.B. Makarova and S.A.

Подлесного. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004, ISBN 5-7636-0314-1, с. 71]:Underwood. - Krasnoyarsk: CPI KSTU, 2004, ISBN 5-7636-0314-1, p. 71]:

при задании частоты опорного сигнала, равной частоте зондирующего сигнала, только комбинация опорного сигнала и основного тона отраженного от исследуемого устройства сигнала приведет к возникновению составляющей сигнала на несущей частоте, равной нулю, которая пройдет через ФНЧ детектора мощности СВЧ, в то время как комбинации сигналов с участием других составляющих отраженного от исследуемого устройства сигнала не приведут к возникновению составляющих на нулевой несущей частоте и потому будут отфильтрованы ФНЧ;when setting the frequency of the reference signal equal to the frequency of the probing signal, only a combination of the reference signal and the fundamental tone of the signal reflected from the device under study will lead to the appearance of the signal component at the carrier frequency equal to zero, which will pass through the low-pass filter of the microwave power detector, while the combination of signals with the participation of other components of the signal reflected from the device under study will not lead to the appearance of components at zero carrier frequency and therefore the low-pass filter will be filtered;

при задании частоты опорного сигнала, равной частоте одной из высших гармоник зондирующего сигнала, только комбинация опорного сигнала и заданной высшей гармоники отраженного от исследуемого устройства сигнала приведет к возникновению составляющей сигнала на несущей частоте, равной нулю, которая пройдет через ФНЧ, в то время как комбинации сигналов с участием других составляющих отраженного от исследуемого устройства сигнала не приведут к возникновению составляющих на нулевой несущей частоте и потому будут отфильтрованы ФНЧ.when setting the frequency of the reference signal equal to the frequency of one of the higher harmonics of the probing signal, only a combination of the reference signal and the specified higher harmonic of the signal reflected from the device under investigation will lead to the appearance of the signal component at the carrier frequency equal to zero, which will pass through the low-pass filter, while the combinations signals with the participation of other components of the signal reflected from the device under study will not lead to the appearance of components at zero carrier frequency and therefore the low-pass filter will be filtered.

Далее указанный эффект поясняется с помощью формул, в которых иСИГН - зондирующий сигнал;Further, this effect is explained using formulas in which SIGN is a probing signal;

f0 - частота зондирующего сигнала;f 0 is the frequency of the probing signal;

и - опорный сигнал;and 0P is the reference signal;

П - kf0 - частота опорного сигнала;1b P - kf 0 - frequency of the reference signal;

где k=1 для анализа исследуемого СВЧ-устройства на частоте основного тона зондирующего сигнала;where k = 1 for the analysis of the investigated microwave device at the frequency of the fundamental tone of the probe signal;

k=2, 3, ... для анализа исследуемого СВЧ-устройства на частоте соответственно второй, третьей и так далее гармоник зондирующего сигнала;k = 2, 3, ... to analyze the microwave device under study at a frequency of the second, third, and so on harmonics of the probe signal, respectively;

иПЧ - сигнал на выходе элемента с квадратичной вольт-амперной характеристикой (диода) в детекторе;and IF - a signal at the output of an element with a quadratic current-voltage characteristic (diode) in the detector;

иНЧ - низкочастотный сигнал на выходе детектора мощности СВЧ (продетектированный сигнал); и - амплитуда опорного сигнала;and LF - low-frequency signal at the output of the microwave power detector (detected signal); and 0P is the amplitude of the reference signal;

иСИГН - амплитуда зондирующего сигнала;and SIGN - the amplitude of the probe signal;

U0TP - сигнал, отраженный от исследуемого устройства.U 0TP - signal reflected from the device under investigation.

На элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой детектора мощности (диод диодного детектора мощности) подают сумму двух сигналов, которая после попадания на квадратичный участок вольтамперной характеристики диода порождает новые составляющие:An element with a non-linear current-voltage characteristic of a power detector (diode of a diode power detector) is supplied with the sum of two signals, which, after hitting the quadratic section of the current-voltage characteristic of the diode, generates new components:

(Цоп + исигн)2 = (.иоп)2 + ^игЕТ^исигн + исигн2 (DSP + and sig) 2 = (. And op) 2 + ^ and get ^ and sig + and sig 2

Очевидно, что все вновь созданные составляющие сигнала на выходе диода будут находиться на частотах f0, 2f0, 3f0, ..., 2nf0, где n - общее число гармоник в отраженном от исследуемого устройства сигнале, а также на нулевой несущей частоте fon - kfo=0:Obviously, all newly created signal components at the diode output will be at frequencies f 0 , 2f 0 , 3f 0 , ..., 2nf 0 , where n is the total number of harmonics in the signal reflected from the device under study, as well as at the zero carrier frequency f on - kf o = 0:

u77v(/) = ипч(0) + un4(fo) + Ung(2fo) + U/74(3/o) 4-----h Un4(2nfo)· u 77v (/) = and pch (0) + u n4 (fo) + U n g (2fo) + U / 7 4 (3 / o ) 4 ----- h U n4 (2nfo)

После попадания сигнала иПЧ на фильтр нижних частот детектора высокочастотная составляющая сигнала иПЧ оказывается отфильтрована, и в выходном сигнале детектора оказывается только низкочастотная составляющая на нулевой несущей частоте:After the signal and the IF arrive at the low-pass filter of the detector, the high-frequency component of the signal and the IF is filtered out, and only the low-frequency component at the zero carrier frequency appears in the output signal of the detector:

W/vO = R/7v(0) = 2иопиСигнМо)cos φ + и0, где UСИГН(kf0) - амплитуда k-й гармоники и0ТР;W / vO = R / 7v (0) = 2 and op and C ignMo) cos φ + and 0 , where U SIGN (kf 0 ) is the amplitude of the kth harmonic and 0TP ;

cosp - множитель, возникающий в результате прохождения опорного сигнала через фазовращатель при линейной зависимости набега фазы сигнала в фазовращателе от частоты сигнала;cosp is the multiplier resulting from the passage of the reference signal through the phase shifter with a linear dependence of the phase incursion of the signal in the phase shifter on the signal frequency;

U0 - составляющая, возникающая в результате проникновения на выход детектора других паразитных составляющих сигнала.U 0 is the component resulting from penetration of other spurious signal components to the detector output.

Амплитуду 2UC)|| UСИГН(kf0) переменной составляющей в сигнале цНЧ(1) используют в качестве информационных сигналов 6-портового рефлектометра для расчета коэффициента отражения от исследуемого устройства на выбранной частоте (частоте основного тона зондирующего сигнала либо частоте одной из его высших гармоник) в заданном частотном диапазоне по известным формулам расчета коэффициента отражения при проведении измерении 6-портовым рефлектометром, описанным, например, в [Fadhel М. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].Amplitude 2U C) || U SIGN (kf 0 ) of the variable component in the low-frequency signal (1) is used as information signals of a 6-port reflectometer to calculate the reflection coefficient from the device under study at the selected frequency (the frequency of the main tone of the probe signal or the frequency of one of its higher harmonics) at a given the frequency range according to well-known formulas for calculating the reflection coefficient when measuring with a 6-port reflectometer, described, for example, in [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].

В качестве рефлектометра в предлагаемом изобретении может использоваться 6-портовый измерительный рефлектометр любой конструкции, например, один из описанных в [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6]. Для формирования суммы опорного сигнала с изменяемой фазой и каждой из сформированных четырех линейно независимых комбинаций подаваемого на вход исследуемого устройства и отраженного от исследуемого устройства сигналов в качестве сумматоров может использоваться любой вид сумматоров известной конструкции, например развязанный делительAs a reflectometer in the present invention, a 6-port measuring reflectometer of any design can be used, for example, one of those described in [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6]. To form the sum of the reference signal with a variable phase and each of the generated four linearly independent combinations of the input to the studied device and the signals reflected from the studied device, any type of adders of known design can be used as adders, for example, an isolated divider

- 4 033772 мощности [Фуско В. СВЧ-цепи. Анализ и автоматизированное проектирование: пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1990, с. 269].- 4 033772 power [Fusco V. microwave circuit. Analysis and computer aided design: Per. from English - M .: Radio and communications, 1990, p. 269].

В качестве фазовращателя используют любое известное устройство, обеспечивающее перестройку фазы проходящего через него сигнала в зависимости от частоты. Целесообразно в качестве фазовращателя использовать отрезок длинной линии (коаксиального кабеля), фиксированной длины, набег фазы в котором линейно зависит от частоты сигнала.As a phase shifter, any known device is used that provides a phase adjustment of the signal passing through it, depending on the frequency. It is advisable to use a segment of a long line (coaxial cable), a fixed length, as the phase shifter, the phase advance in which linearly depends on the signal frequency.

В качестве детекторов могут быть использованы детекторы любой конструкции, например диодные детекторы мощности СВЧ [http://www.ngpedia.ru/id664446p1.html].Detectors of any design can be used as detectors, for example, microwave diode power detectors [http://www.ngpedia.ru/id664446p1.html].

В приведенном ниже примере представлен один из возможных вариантов осуществления изобретения.The following example shows one possible embodiment of the invention.

Пример.Example.

Измеряли коэффициент отражения транзистора в контактном устройстве.The reflection coefficient of the transistor in the contact device was measured.

В качестве 6-портового рефлектометра (1) для проведения измерений выбрали квазиоптимальный 6-портовый рефлектометр [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-160807-033-6, p. 51], выполненный в коаксиальном тракте. Блок-схема аппаратного устройства с использованием 6-портового рефлектометра (1) приведена на фиг. 1. Также на фиг. 1 изображены:As a 6-port reflectometer (1), a quasi-optimal 6-port reflectometer [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-160807-033-6, p. 51], made in the coaxial path. A block diagram of a hardware device using a 6-port reflectometer (1) is shown in FIG. 1. Also in FIG. 1 are shown:

(2) - порт зондирующего сигнала 6-портового рефлектометра;(2) - port of the probing signal of a 6-port reflectometer;

(3) - порт опорного сигнала;(3) - reference signal port;

(4) - фазовращатель, а именно отрезок коаксиального кабеля, длина которого выбрана равной двум длинам волн на нижней частоте заданного частотного диапазона перестройки зондирующего сигнала для анализа транзистора в контактном устройстве;(4) a phase shifter, namely a segment of a coaxial cable, the length of which is chosen equal to two wavelengths at the lower frequency of a given frequency range of tuning of the probe signal for analysis of the transistor in the contact device;

(5) , (6), (7), (8) - сумматоры;(5), (6), (7), (8) - adders;

(9), (10), (11), (12) - порты информационных сигналов 6-портового рефлектометра;(9), (10), (11), (12) - ports of information signals of a 6-port reflectometer;

(13) - порт подключения исследуемого устройства 6-портового рефлектометра.(13) - port for connecting the studied device to a 6-port OTDR.

На порт зондирующего сигнала (2) подали монохромный зондирующий сигнал с изменяющейся в заданном диапазоне частотой (например, 800-1000 МГц) с заданным шагом перестройки частоты (1 МГц). Для анализа транзистора в контактном устройстве на частоте основного тона на порт опорного сигнала (3) подали опорный сигнал с частотой, равной частоте зондирующего сигнала и изменяющейся в заданном диапазоне частот синхронно с изменением частоты зондирующего сигнала. Для анализа транзистора в контактном устройстве на частоте k-й гармоники отраженного от транзистора сигнала на порт опорного сигнала (3) подали опорный сигнал, частоту которого задали равной частоте k-й гармоники зондирующего сигнала и перестраивают в диапазоне частот синхронно с перестройкой частоты зондирующего сигнала.A monochrome sounding signal was applied to the probe signal port (2) with a frequency varying in a given range (for example, 800-1000 MHz) with a given frequency tuning step (1 MHz). To analyze the transistor in the contact device at the fundamental frequency, the reference signal was applied to the reference signal port (3) with a frequency equal to the frequency of the probing signal and changing in a given frequency range synchronously with the frequency of the probing signal. To analyze the transistor in the contact device at the frequency of the kth harmonic of the signal reflected from the transistor, a reference signal was applied to the reference signal port (3), whose frequency was set equal to the frequency of the kth harmonic of the probe signal and tuned in the frequency range synchronously with the tuning of the frequency of the probe signal.

Для уменьшения числа генераторов сигналов при анализе исследуемого транзистора в контактном устройстве на частоте основного тона зондирующего сигнала, когда частоту опорного сигнала выбирают равной частоте зондирующего сигнала, вместо порта опорного сигнала (3) для подачи опорного сигнала через отрезок коаксиального кабеля (4) к сумматорам (5), (6), (7), (8) может использоваться направленный ответвитель (14), как это показано на фиг. 2.To reduce the number of signal generators in the analysis of the studied transistor in the contact device at the frequency of the fundamental tone of the probing signal, when the frequency of the reference signal is chosen equal to the frequency of the probing signal, instead of the reference signal port (3) for supplying the reference signal through a piece of coaxial cable (4) to the adders ( 5), (6), (7), (8) a directional coupler (14) can be used, as shown in FIG. 2.

При анализе исследуемого транзистора в контактном устройстве на частоте k-й гармоники отраженного от транзистора сигнала, когда частоту опорного сигнала выбирают равной частоте k-й гармоники зондирующего сигнала, вместо порта опорного сигнала (3) для подачи опорного сигнала через отрезок коаксиального кабеля (4) к сумматорам (5), (6), (7), (8) может использоваться направленный ответвитель (14) совместно с умножителем частоты (15), как это показано на фиг. 3. В этом случае, на выходе умножителя частоты (15) частота сигнала равна частоте k-й гармоники сигнала с выхода направленного ответвителя (14).When analyzing the studied transistor in the contact device at the frequency of the kth harmonic of the signal reflected from the transistor, when the frequency of the reference signal is chosen equal to the frequency of the kth harmonic of the probing signal, instead of the reference signal port (3) for supplying the reference signal through a piece of coaxial cable (4) to the adders (5), (6), (7), (8), a directional coupler (14) can be used together with a frequency multiplier (15), as shown in FIG. 3. In this case, at the output of the frequency multiplier (15), the signal frequency is equal to the frequency of the kth harmonic of the signal from the output of the directional coupler (14).

Провели калибровку 6-портового измерительного рефлектометра (1) в плоскости порта подключения (13) одним из известных методов, например, описанных в [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].We calibrated the 6-port OTDR (1) in the plane of the connection port (13) using one of the known methods, for example, described in [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807-033-6].

После этого к порту (13) подключили вход контактного устройства с установленным в нем транзистором, к выходу контактного устройства подключили согласованную нагрузку, подали на транзистор питание, обеспечивающее нужный режим работы транзистора, и в соответствии с настоящим изобретением на каждой частоте заданного диапазона частот сформировали четыре информационных сигнала, представляющих собой суммы прошедшего через фазовращатель (отрезок коаксиального кабеля) опорного сигнала и каждой из четырех комбинаций зондирующего и отраженного от исследуемого устройства сигналов, полученных при помощи 6-портового измерительного рефлектометра (1).After that, the input of the contact device with the transistor installed in it was connected to the port (13), the matched load was connected to the output of the contact device, the transistor was supplied with power to provide the desired mode of operation of the transistor, and in accordance with the present invention, four frequencies were formed on each frequency of a given frequency range information signal, which is the sum of the reference signal transmitted through the phase shifter (length of the coaxial cable) and each of the four combinations of probing and reflected of signals from the test device obtained by using six-port reflectometer measurement (1).

Сформированные информационные сигналы продетектировали при помощи четырех диодных детекторов мощности СВЧ, построили зависимости значений продетектированных комбинаций сигналов от частоты в заданном частотном диапазоне, после чего выделили зависимости амплитуды их переменных составляющих от частоты и, используя их в качестве информационных сигналов 6-портового рефлектометра, рассчитали коэффициент отражения от исследуемого устройства с использованием извест- 5 033772 ных формул, описанных, например, в [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications// Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807033-6].The generated information signals were detected using four diode microwave power detectors, the dependences of the detected signal combinations on frequency were plotted in a given frequency range, after which the dependences of the amplitude of their variable components on the frequency were isolated and, using them as information signals of a 6-port reflectometer, the coefficient was calculated reflection from the device under study using the known 5,033,772 formulas described, for example, in [Fadhel M. Ghannouchi, Abbas Mohammadi. The six-port technique with microwave and wireless applications // Artech house, Norwood, MA, USA, 2009. ISBN-13: 978-1-60807033-6].

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Практическая реализация заявленного способа, как это было показано в примере, описанном выше, является очевидной задачей для среднего специалиста, и не требует построения сложных радиотехнических схем.The practical implementation of the claimed method, as was shown in the example described above, is an obvious task for the average specialist, and does not require the construction of complex radio circuits.

При необходимости при разработке системы, реализующей предложенный способ, для лучшего обеспечения заявленной функциональности возможно использование дополнительных блоков, не изменяющих функциональность разрабатываемой системы, например дополнительных развязывающих устройств - вентилей и др. Кроме того, для обеспечения требуемых уровней сигналов при разработке системы, реализующей предложенный способ, могут быть дополнительно использованы устройства управления уровнями сигналов, например аттенюаторы.If necessary, when developing a system that implements the proposed method, to better ensure the claimed functionality, it is possible to use additional units that do not change the functionality of the system being developed, for example, additional decoupling devices - valves, etc. In addition, to provide the required signal levels when developing a system that implements the proposed method , signal level control devices, such as attenuators, can be additionally used.

Таким образом, предложен интерферометрический способ измерения коэффициента отражения с использованием 6-портовых измерительных рефлектометров, обеспечивающий возможность частотной селекции сигналов, отраженных от работающих в нелинейном режиме СВЧ-устройств, для раздельного анализа исследуемого СВЧ-устройства на частоте основного тона и на частотах высших гармоник сигнала, подаваемого на вход исследуемого СВЧ-устройства.Thus, an interferometric method for measuring the reflection coefficient using 6-port measuring reflectometers is proposed, which provides the possibility of frequency selection of signals reflected from non-linear microwave devices for separate analysis of the studied microwave device at the fundamental frequency and at higher harmonics of the signal fed to the input of the investigated microwave device.

Предложенный способ может быть адаптирован для измерения коэффициента передачи исследуемого СВЧ-устройства за счет соответствующего включения устройства, реализующего заявленный способ, в схему измерения аналогично тому, как это описано, например, в [Six-port measurement technique: principles, impact, applications/ Vladimir Bilik, Slovak University of Technology, Faculty of Electrical Engineering and Information Technology, Bratislava, Slovakia, http://www.s-team.sk/download/SixPortTechnique.pdf, с. 10-11]. В указанном примере использование двух устройств, реализующих интерферометрический способ измерения коэффициента отражения, позволяет измерять и коэффициенты отражения, и коэффициенты передачи исследуемого устройства.The proposed method can be adapted to measure the transfer coefficient of the studied microwave device by appropriately incorporating the device that implements the claimed method into the measurement circuit, as described, for example, in [Six-port measurement technique: principles, impact, applications / Vladimir Bilik, Slovak University of Technology, Faculty of Electrical Engineering and Information Technology, Bratislava, Slovakia, http://www.s-team.sk/download/SixPortTechnique.pdf, p. 10-11]. In this example, the use of two devices that implement the interferometric method of measuring the reflection coefficient, allows you to measure both reflection coefficients and transmission coefficients of the device under study.

Дополнительным техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности измерительного многополюсного рефлектометра за счет подачи на диодные преобразователи (детекторы) суммы двух сигналов (информационного и опорного), что аналогично принципу работы смесителей. Эффект повышения чувствительности при добавлении смесителей в тракт обработки сигналов является известным эффектом, используемым при построении различных радиотехнических систем, и продемонстрирован, например, в [Нойкин Ю.М., Нойкина Т.К., Усаев А.А. Полупроводниковые приборы СВЧ/ Учеб. пособие. - Ростов-на-Дону: ФГАОУ ВО Южный Федеральный Университет, 2014].An additional technical result of the present invention is to increase the sensitivity of the measuring multi-pole reflectometer by applying to the diode converters (detectors) the sum of two signals (information and reference), which is similar to the principle of operation of the mixers. The effect of increasing the sensitivity when adding mixers to the signal processing path is a known effect used in the construction of various radio engineering systems, and is demonstrated, for example, in [Noykin Yu.M., Noykina TK, Usaev A.A. Semiconductor devices microwave / Textbook. allowance. - Rostov-on-Don: Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education Southern Federal University, 2014].

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Интерферометрический способ измерения коэффициента отражения СВЧ-устройства, заключающийся в том, что исследуемое устройство подключают к порту подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра;1. Interferometric method for measuring the reflection coefficient of a microwave device, which consists in the fact that the investigated device is connected to the connection port of the studied device 6-port measuring reflectometer; формируют зондирующий сигнал с изменяющейся в заданном диапазоне частотой и подают сформированный зондирующий сигнал на порт зондирующего сигнала 6-портового измерительного рефлектометра и на вход исследуемого устройства;generating a probe signal with a frequency varying in a predetermined range and supplying the generated probe signal to the probe signal port of the 6-port measuring reflectometer and to the input of the device under study; отраженный от исследуемого устройства сигнал подают на порт подключения исследуемого устройства 6-портового измерительного рефлектометра;the signal reflected from the device under investigation is supplied to the connection port of the device under study of the 6-port measuring reflectometer; формируют с использованием 6-портового измерительного рефлектометра четыре информационных сигнала;form using four-port reflectometer four information signals; детектируют сформированные информационные сигналы;detect the generated information signals; рассчитывают коэффициент отражения от исследуемого устройства на основе значений продетектированных сигналов, отличающийся тем, что дополнительно формируют опорный сигнал на частоте, соответствующей частоте зондирующего сигнала или частоте одной из его высших гармоник;calculate the reflection coefficient from the device under study based on the values of the detected signals, characterized in that they further form a reference signal at a frequency corresponding to the frequency of the probing signal or the frequency of one of its higher harmonics; формируют опорный сигнал с изменяемой фазой путем изменения фазы сформированного опорного сигнала в зависимости от частоты зондирующего сигнала;form a reference signal with a variable phase by changing the phase of the generated reference signal depending on the frequency of the probing signal; каждый информационный сигнал формируют путем сложения опорного сигнала с изменяемой фазой и одной из четырех линейно независимых комбинаций подаваемого на вход исследуемого устройства и отраженного от исследуемого устройства сигналов, снимаемой с одного из четырех портов информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра.each information signal is formed by adding the reference signal with a variable phase and one of four linearly independent combinations of the signals input to the device under study and the signals reflected from the device being studied, taken from one of the four information signal ports of the 6-port measuring reflectometer. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расчет коэффициента отражения от исследуемого устройства включает построение зависимостей каждого из четырех информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра от частоты в диапазоне частот анализа исследуемого устройства, выде-2. The method according to claim 1, characterized in that the calculation of the reflection coefficient from the device under study includes constructing the dependences of each of the four information signals of the 6-port measuring reflectometer on the frequency in the frequency range of the analysis of the device under study, highlighted - 6 033772 ление зависимостей амплитуд переменных составляющих зависимостей каждого из четырех информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра от частоты и использование выделенных зависимостей в качестве информационных сигналов 6-портового измерительного рефлектометра для вычисления коэффициента отражения от исследуемого устройства.- 6 033772 determining the dependences of the amplitudes of the variable component dependencies of each of the four information signals of the 6-port measuring reflectometer on the frequency and using the selected dependencies as information signals of the 6-port measuring reflectometer to calculate the reflection coefficient from the device under study.
EA201700382A 2015-10-20 2015-10-20 Interferometric method of measuring a reflection coefficient of a microwave device EA033772B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2015/000687 WO2017069647A1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Interferometric method of measuring a reflection coefficient

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201700382A1 EA201700382A1 (en) 2018-11-30
EA033772B1 true EA033772B1 (en) 2019-11-25

Family

ID=58557776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201700382A EA033772B1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Interferometric method of measuring a reflection coefficient of a microwave device

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA033772B1 (en)
WO (1) WO2017069647A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113347054B (en) * 2021-04-27 2022-07-29 北京无线电计量测试研究所 Terahertz single-port space network reflection coefficient measuring device and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758776A (en) * 1985-10-08 1988-07-19 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland RF interferometer
US6252666B1 (en) * 1998-03-13 2001-06-26 Optreal Biopsy Technologies, Inc. Method and apparatus for performing optical coherence-domain reflectometry and imaging through a scattering medium employing a power-efficient interferometer
US20020093342A1 (en) * 1998-11-30 2002-07-18 Ivanov Eugene Nikolay Interferometric signal processing apparatus
US20080024785A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Luna Innovations Incorporated High resolution interferometric optical frequency domain reflectometry (ofdr) beyond the laser coherence length

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4758776A (en) * 1985-10-08 1988-07-19 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland RF interferometer
US6252666B1 (en) * 1998-03-13 2001-06-26 Optreal Biopsy Technologies, Inc. Method and apparatus for performing optical coherence-domain reflectometry and imaging through a scattering medium employing a power-efficient interferometer
US20020093342A1 (en) * 1998-11-30 2002-07-18 Ivanov Eugene Nikolay Interferometric signal processing apparatus
US20080024785A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Luna Innovations Incorporated High resolution interferometric optical frequency domain reflectometry (ofdr) beyond the laser coherence length

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017069647A1 (en) 2017-04-27
EA201700382A1 (en) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7683633B2 (en) Apparatus for extending the bandwidth of vector network analyzer receivers
TWI627417B (en) Vector network power meter
Tsai et al. Mixed-signal reflectometer for location of faults on aging wiring
Giaquinto et al. Algorithms for locating and characterizing cable faults via stepped-frequency waveform reflectometry
RU2687850C1 (en) Measuring device and method of determining complex transfer coefficients of microwave-mixers
US5170126A (en) Microwave six-port noise parameter analyzer
L'vov et al. A novel vector network analyzer using combined multi-port reflectometer
Zhang et al. Localization of Passive Intermodulation Based on the Concept of $ k $-Space Multicarrier Signal
EA033772B1 (en) Interferometric method of measuring a reflection coefficient of a microwave device
Vaha-Heikkila et al. On-wafer noise-parameter measurements at W-band
CN206161841U (en) 6~18GHZ active phased array function debug system
Earl Receiving system linearity requirements for HF radar
CA3092166C (en) Signal injection technique for measurement and control of source reflection coefficient of a device under test
Zyari et al. Identifying multiple reflections in distributed-lumped high-frequency structures
Estrada The vector network analyzer-an essential tool in modern ate measurements
Heuermann Fundamentals of Nonlinear RF Technology
Benoit et al. Capability of Impedance Measurement using Spread Spectrum Time Domain Reflectometry
RU2741271C1 (en) Method of determining antenna ellipticity coefficient
Thalayasingam et al. Novel vector non-linear measurement system for intermodulation measurements
Hoffmann et al. Considerations for using waveguide extenders
Jargon et al. Frequency-domain models for nonlinear microwave devices based on large-signal measurements
Briest et al. Approaches to Determine the Transfer Function of TEM Waveguides
Vandersteen et al. Nonlinear model and measurement method for microwave mixers
Askarian et al. Ultra wideband microwave ten-port reflectometer
Van Moer et al. Best linear approximation: Revisited

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM