RU2069862C1 - Method for determination of s-parameters - Google Patents
Method for determination of s-parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069862C1 RU2069862C1 SU4771057A RU2069862C1 RU 2069862 C1 RU2069862 C1 RU 2069862C1 SU 4771057 A SU4771057 A SU 4771057A RU 2069862 C1 RU2069862 C1 RU 2069862C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- parameters
- measured
- amplitude
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано при определении S-параметров СВЧ устройств. The invention relates to techniques for measurements at microwave frequencies and can be used to determine the S-parameters of microwave devices.
Цель изобретения расширение частотного диапазона. The purpose of the invention is the expansion of the frequency range.
На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующая предлагаемый способ. The drawing shows a structural electrical diagram of a device that implements the proposed method.
Устройство содержит генератор 1, направленный ответвитель 2 опорного канала, направленный ответвитель 3 отраженной волны измерительного канала, направленный ответвитель 4 прошедшей волны измерительного канала, измеряемый четырехполюсник 5, первую и вторую согласованные нагрузки 6 и 7, переключатель 8, первый и второй амплитудные модуляторы 9 и 10, смеситель 11. The device comprises a generator 1, a directional coupler 2 of the reference channel, a directional coupler 3 of the reflected wave of the measuring channel, a directional coupler 4 of the transmitted wave of the measuring channel, a measured four-terminal 5, the first and second matched loads 6 and 7, switch 8, the first and second amplitude modulators 9 and 10, mixer 11.
Способ А.С. Елизарова определения S-параметров реализуется следующим образом. Method A.S. Elizarova definition of S-parameters is implemented as follows.
Выходной сигнал генератора 1 делится с помощью направленного ответвителя 2 на две части, одна из которых является опорным сигналом, а вторая - измерительным. В свою очередь, измерительный сигнал, частично отражаясь от измеряемого четырехполюсника 5 и распространяясь через него, преобразуется в выходные сигналы вторичных каналов направленных ответвителей 3 и 4. Эти сигналы с помощью переключателя 8 поочередно подаются вместе с выходным сигналом опорного канала на смеситель 11. При этом выходной сигнал опорного канала модулируется по амплитуде с помощью первого амплитудного модулятора 9 низкочастотным напряжением частоты Ω1, а выходной сигнал переключателя 8 - напряжением частоты Ω2 с помощью второго амплитудного модулятора 10.The output signal of the generator 1 is divided using a directional coupler 2 into two parts, one of which is a reference signal, and the second is a measuring signal. In turn, the measuring signal, partially reflected from the measured four-terminal 5 and propagating through it, is converted into the output signals of the secondary channels of the directional couplers 3 and 4. These signals with the help of the switch 8 are alternately supplied together with the output signal of the reference channel to the mixer 11. In this case reference channel output signal modulated in amplitude with the first amplitude modulator 9, a low frequency voltage of frequency Ω 1, and the output signal selector 8 - voltage frequency Ω 2 using a orogo amplitude modulator 10.
Выходные измерительные сигналы могут быть записаны следующим образом:
где α1 и α2 коэффициенты передачи детекторов амплитудно-фазового дискриминатора (АФД);
М1 и M2 коэффициенты амплитудной модуляции сигналов в опорном и измерительном каналах соответственно;
К1.K4 модули суммарных коэффициентов передачи каждого пути, по которому СВЧ сигнал от места разветвления опорного и измерительного каналов проходит к соответствующему детектору АФД;
Eo амплитуда поля в месте разветвления опорного и измерительного каналов;
Kyc1.Kyc4 коэффициенты усиления селективных усилителей напряжений U1вых. U4вых;
модуль и фаза измеряемого S-параметра;
Φн фазовый сдвиг, учитывающий неидентичность фазочастотных характеристик опорного и измерительного каналов;
Δ фазовый сдвиг, учитывающий несинфазность и неквадратурность деления сигналов в АФД.The output measuring signals can be written as follows:
where α 1 and α 2 transmission coefficients of the detectors of the amplitude-phase discriminator (AFD);
M 1 and M 2 the coefficients of the amplitude modulation of the signals in the reference and measuring channels, respectively;
To 1 .K 4 modules of the total transmission coefficients of each path along which the microwave signal from the branching point of the reference and measuring channels passes to the corresponding AFD detector;
E o the field amplitude at the branching of the reference and measuring channels;
K yc1 .K yc4 gains of selective voltage amplifiers U 1out . U 4out ;
module and phase of the measured S-parameter;
Φ n phase shift, taking into account the non-identical phase-frequency characteristics of the reference and measuring channels;
Δ phase shift, taking into account the non-phase and non-squared signal division in the AFD.
Дополнительное измерение U4вых позволяет вычислить и Φiк, зная только U1вых, U3вых и U4вых. Отсюда следует, что АФД, который имеется в устройстве, реализующем способ (1), может быть заменен смесителем 11. Отпадает необходимость в квадратурном делении СВЧ сигнала, имеющем место в АФД, и применении для этой цели соответствующих гибридных соединений. Измерительный тракт анализатора цепей предельно упрощается.An additional measurement of U 4out allows you to calculate and Φ iк , knowing only U 1out , U 3out and U 4out . It follows that the APD, which is available in the device that implements method (1), can be replaced by a mixer 11. There is no need for quadrature division of the microwave signal, which takes place in the APD, and the use of corresponding hybrid compounds for this purpose. The measuring path of the network analyzer is extremely simplified.
Измерение амплитуд сигналов U1вых, U3вых и U4вых сопровождается в современных анализаторах цепей аналого-цифровым преобразованием их для последующего вычисления с помощью микропроцессора значений S-параметров. Входными напряжениями АЦП являются, как правило, постоянные напряжения, полученные путем синхронного детектирования сигналов U1вых, U3вых и U4вых. Поэтому будем оперировать с числовыми массивами данных, соответствующими следующим входным напряжениям АЦП:
Из сопоставления (1), (3) и (4) с (5) (7) видно, что в (5) (7) принято α1=α. Кроме того, различие Kyc1, Kyc1 и Kyc4 может быть сделано пренебрежимо малым за счет предварительной калибровки анализатора и на суть способа не влияет. Поэтому в выражениях (5) (7) фигурирует результирующий коэффициент передачи Кy аналоговой части устройства обработки и вычисления анализатора. Эта обработка производится по следующему алгоритму.The measurement of the amplitudes of the signals U 1out , U 3out and U 4out is accompanied in modern network analyzers by analog-to-digital conversion for subsequent calculation using the microprocessor of the values of S-parameters. The ADC input voltages are, as a rule, constant voltages obtained by synchronously detecting the signals U 1out , U 3out and U 4out . Therefore, we will operate with numerical data arrays corresponding to the following ADC input voltages:
From a comparison of (1), (3) and (4) with (5) (7), it can be seen that α 1 = α is taken in (5) (7). In addition, the difference between K yc1 , K yc1 and K yc4 can be made negligible due to preliminary calibration of the analyzer and does not affect the essence of the method. Therefore, in expressions (5) (7), the resulting transfer coefficient K y of the analog part of the analyzer processing and computing device appears. This processing is performed according to the following algorithm.
1. Из исходных массивов данных, соответствующих напряжениям (6) и (7), формируется вспомогательный массив
2. Полученный массив (8) и исходный массив, соответствующий напряжению (5), позволяют сформировать два дополнительный массива
3. Если теперь разделить (10) на (9), то в соответствии с общеизвестным тригонометрическим соотношением
откуда сразу определяем
причем значение Φн известно по результатам предварительной калибровки анализатора. Необходимо обратить внимание на знак функции tg(Φiк+Φн)/2,, чтобы не допустить неоднозначности при вычислении Φiк. Наиболее простым способом является вычисление знака приращения напряжения (5) при переходе от одной частотной точки к другой в процессе качания частоты анализатора. Это вычисление осуществляется с помощью специальной подпрограммы и основано на однозначном соответствии знаков функций cosΦ и tgΦ/2..1. From the initial data arrays corresponding to the voltages (6) and (7), an auxiliary array is formed
2. The resulting array (8) and the initial array corresponding to the voltage (5) allow the formation of two additional arrays
3. If we now divide (10) by (9), then in accordance with the well-known trigonometric relation
from where we immediately determine
and the value of Φ n is known from the results of preliminary calibration of the analyzer. It is necessary to pay attention to the sign of the function tg (Φ iк + Φ н ) / 2, in order to avoid ambiguity in the calculation of Φ iк . The simplest way is to calculate the sign of the voltage increment (5) during the transition from one frequency point to another during the sweep of the analyzer frequency. This calculation is carried out using a special subprogram and is based on the unique correspondence of the signs of the functions cosΦ and tgΦ / 2 ..
4. Массивы данных (11) и (12) позволяют не только вычислить аргумент измеряемого S-параметра, но и сформировать, пользуясь известным тригонометрическим соотношением
еще один вспомогательный массив
5. Если теперь перемножить полученный массив (15) и исходный массив, соответствующий напряжению (5), получим массив данных, соответствующий сигналу (2). Действительно, массив (15) задает функцию (14), т.е. результат перемножения дает
Таким образом, получили массив данных (16), соответствующий квадратурному сигналу (2) и позволяющий вычислить то стандартному алгоритму
причем знаменатель (17) известен по результатам предварительной калибровки анализатора.4. The data arrays (11) and (12) allow not only to calculate the argument of the measured S-parameter, but also to generate, using the well-known trigonometric relation
another helper array
5. If we now multiply the resulting array (15) and the original array corresponding to the voltage (5), we obtain the data array corresponding to the signal (2). Indeed, array (15) defines function (14), i.e. multiplication result gives
Thus, we obtained a data array (16) corresponding to the quadrature signal (2) and allowing us to calculate then the standard algorithm
the denominator (17) is known from the results of preliminary calibration of the analyzer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4771057 RU2069862C1 (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Method for determination of s-parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4771057 RU2069862C1 (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Method for determination of s-parameters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2069862C1 true RU2069862C1 (en) | 1996-11-27 |
Family
ID=21485616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4771057 RU2069862C1 (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Method for determination of s-parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069862C1 (en) |
-
1989
- 1989-12-18 RU SU4771057 patent/RU2069862C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007029519A1 (en) | Distance measuring device and distance measuring method | |
JP2008516213A (en) | Electro-optic distance measurement method by determining non-ideal chirp shape | |
EP0265073B1 (en) | Test arrangement | |
Zhang et al. | Software-defined six-port radar technique for precision range measurements | |
US6448786B1 (en) | Stimulus/response system and method for vector characterization of frequency translation devices | |
US8174434B2 (en) | Method and device for determining a distance to a target object | |
CN117031120A (en) | Device and method for monitoring microwave frequency change and absolute frequency | |
RU2239845C2 (en) | Method and system for radar measurement of speeds and co-ordinates of objects (modifications) | |
RU2069862C1 (en) | Method for determination of s-parameters | |
CN1361867A (en) | Electron density measurement and control system using plasma-induced changes in the frequency of a microwave oscillator | |
KR100581158B1 (en) | How to measure the phase difference of light waves propagated through two paths | |
US3005199A (en) | Radio-electric measurement of the angular position | |
US8725442B2 (en) | Method for measuring system parameter of linear multiport and measuring method using vector network analyzer | |
US3416077A (en) | Multifunction high frequency testing apparatus in which r.f. signals are converted to intermediate frequencies and processed by common electronic circuits | |
RU2683804C1 (en) | Microwave two-terminal element complex refining coefficient modulus and argument determining method | |
Liu et al. | Linearity study of DDS-based W-band FMCW sensor | |
RU2099729C1 (en) | Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters | |
JP4156692B2 (en) | Interferometer measurement system using multiple synchronized light sources | |
US4001681A (en) | Vector voltmeter | |
US3319165A (en) | Apparatus for measuring the phase delay of a signal channel | |
CN113258998B (en) | Optical link delay rapid measuring device based on optical mixing and delay quantization | |
JP2003161775A (en) | Target detecting method and radar device | |
US20240056181A1 (en) | Fast measuremtne apparatus for optical link delay based on optical mixing and delay quantization | |
SU1364998A1 (en) | Method of determining parameters of extended microwave circuits | |
RU2012002C1 (en) | Method of and device for determining transmission cain of four- terminal device |