RU2361227C2 - Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме - Google Patents

Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме Download PDF

Info

Publication number
RU2361227C2
RU2361227C2 RU2007119089/28A RU2007119089A RU2361227C2 RU 2361227 C2 RU2361227 C2 RU 2361227C2 RU 2007119089/28 A RU2007119089/28 A RU 2007119089/28A RU 2007119089 A RU2007119089 A RU 2007119089A RU 2361227 C2 RU2361227 C2 RU 2361227C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
incident
waves
measured
parametres
Prior art date
Application number
RU2007119089/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007119089A (ru
Inventor
Юрий Васильевич Рясный (RU)
Юрий Васильевич Рясный
Александр Васильевич Борисов (RU)
Александр Васильевич Борисов
Андрей Николаевич Лоскутов (RU)
Андрей Николаевич Лоскутов
Михаил Сергеевич Чашков (RU)
Михаил Сергеевич Чашков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Priority to RU2007119089/28A priority Critical patent/RU2361227C2/ru
Publication of RU2007119089A publication Critical patent/RU2007119089A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2361227C2 publication Critical patent/RU2361227C2/ru

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике измерения на СВЧ и может быть использовано для измерения S-параметров пассивных и активных четырехполюсников СВЧ. Способ измерения S-параметров транзисторов СВЧ в линейном режиме заключается в следующем: выделяют падающие и отраженные волны напряжений от устройства, содержащего собственно транзистор и держатель транзистора, измеряют отношения падающих и отраженных волн при изменении разности фаз между падающими волнами в диапазоне 0°-360°. При этом с помощью 12-полюсных рефлектометров измеряют только комплексные коэффициенты отражения на входе и выходе упомянутого устройства для двух значений разности фаз между падающими волнами. Затем транзистор удаляют из упомянутого устройства и измеряют комплексные коэффициенты отражения на входах коаксиально-полосковых переходов держателя транзистора. Далее из схемы удаляют держатель транзистора, измеряют комплексные коэффициенты отражения выходов 12-полюсных рефлектометров и отношение падающих волн напряжений генератора. Полученные системы уравнений решают относительно неизвестных S-параметров испытуемого транзистора и определяют S-параметры данного транзистора. Технический результат - уменьшение времени измерения и повышение точности измерения S-параметров транзисторов СВЧ. 1 ил.

Description

Изобретение относится к технике измерения на СВЧ и может быть использовано для измерения S-параметров пассивных и активных четырехполюсников СВЧ.
Известен способ измерения S-параметров транзисторов СВЧ [1], при котором измеряют падающие и отраженные от транзистора волны напряжений при изменении разности фаз между падающими волнами от 0° до 360° и определяют S-параметры как центры замкнутых контуров, вычерчиваемых в соответствии с уравнениями вида bi/ai=Sii+Sij(ai/ai), i, j=1, 2 и bi/aj=Sij+Sii(ai/aj), i, j=1, 2.
Недостатками известного способа является то, что процесс измерения требует длительного времени и измеренные S-параметры транзистора имеют низкую точность. Один из указанных недостатков связан с тем, что для построения четырех замкнутых контуров необходимо получить большой массив измеренных отношений падающих и отраженных волн при изменении фаз между падающими волнами в диапазоне 0°-360°, второй недостаток связан с тем, что измеряются не S-параметры транзистора, а измеряются S-параметры устройства, содержащего собственно транзистор и держатель транзистора.
Целью заявляемого способа является уменьшение времени измерения и повышение точности измерения S-параметров транзистора.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения S-параметров, по которому выделяют падающие и отраженные от устройства, содержащего собственно транзистор и держатель транзистора, волны напряжений и измеряют отношения падающих и отраженных волн при изменении разности фаз между падающими волнами в диапазоне 0°-360°, согласно изобретению выделяют падающие и отраженные волны напряжений от устройства, содержащего собственно транзистор и держатель транзистора, и измеряют только комплексные коэффициенты отражения на входе и выходе устройства, содержащего держатель транзистора и собственно транзистор, для двух значений разности фаз между падающими волнами, затем транзистор удаляют из устройства и измеряют комплексные коэффициенты отражения на входах коаксиально-полосковых переходов держателя транзистора, полученные системы уравнений решают относительно неизвестных S-параметров транзистора и определяют S-параметры транзистора.
Работа заявляемого способа поясняется структурной электрической схемой устройства, представленной на чертеже.
Сигнал СВЧ-генератора 1 подается на вход делителя мощности 3, с выхода делителя мощности сигналы через циркуляторы 2 и 4 подаются на два измерительных канала. Первый канал содержит переменный фазовращатель 5, переменный аттенюатор 8, направленный ответвитель 10, измеритель мощности 11, вентиль 14 и 12-полюсный рефлектометр 16. Второй канал содержит переменный аттенюатор 9, направленный ответвитель 12, измеритель мощности 13, вентиль 15 и 12-полюсный рефлектометр 20. Выходы 12-полюсных рефлектометров 16 и 20 соединены с входами коаксиально-полосковых переходов 17 и 19 держателя транзистора, выход коаксиально-полоскового перехода 17 соединен с входом транзистора СВЧ 18, выход коаксиально-полоскового перехода 19 соединен с выходом транзистора 18.
Процесс измерения состоит из трех этапов. На первом этапе измеряются комплексные коэффициенты отражения на входе и выходе устройства, содержащего держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ, при этом формируется система уравнений для определения S-параметров устройства. На втором этапе измеряются комплексные коэффициенты отражения коаксиально-полосковых переходов, при этом формируется система уравнений для определения S-параметров коаксиально-полосковых переходов. На третьем этапе измеряется отношение падающих волн напряжений генератора и комплексные коэффициенты отражения выходов 12-полюсных рефлектометров. После проведенных измерений вычисляются S-параметры транзистора СВЧ. На первом этапе создается линейный режим работы транзистора, при этом мощность сигнала генератора aг1, которая регулируется переменным аттенюатором 8 и контролируется измерителем мощности 11, соответствует линейному режиму работы. Фаза сигнала генератора aг1 устанавливается переменным фазовращателем в начальное положение φ0. Мощность сигнала генератора аг2, которая регулируется переменным аттенюатором 9 и контролируется измерителем мощности 13, также соответствует линейному режиму работы транзистора. 12-полюсными рефлектометрами [2] измеряются комплексные коэффициенты отражения. Затем фаза сигнала генератора aг1 изменяется переменным фазовращателем 5 до значения φ1 и 12-полюсными рефлектометрами снова измеряются комплексные коэффициенты отражения.
После этого переменным аттенюатором мощность сигнала генератора аг2 устанавливается равной нулю, и 12-полюсным рефлектометром 16 измеряется комплексный коэффициент отражения. На основе проведенных измерений формируется система уравнений для определения S-параметров устройства, содержащего держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ:
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
где Гвx1(φ0), Гвx1(φ1), Гвх2(φ0), Гвх2(φ1) - измеренные комплексные коэффициенты отражения в сечениях 1-1 и 2-2 для различных значений фаз сигнала aг1, Гвх1 - измеренный комплексный коэффициент отражения в сечениях 1-1 при наличии сигнала aг1 и отсутствии сигнала аг2, S11, S22, S12, S21 - S-параметры устройства, содержащего держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ, Г1, Г2 - комплексные коэффициенты отражения от выходов 12-полюсных рефлектометров, aг2/aг1, aг1/aг2 - отношение волн напряжений, падающих на вход и выход устройства, содержащего держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ.
На втором этапе транзистор удаляется из схемы, на выходах коаксиально-полосковых-переходов держателя транзистора создаются поочередно режимы холостого хода и короткого замыкания и 12-полюсными рефлектометрами измеряются комплексные коэффициенты отражения, при этом формируется система уравнений для определения S-параметров коаксиально-полосковых переходов
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
где Гвx1x, Гвx2x, Гвх1кз, Гвх2кз - измеренные комплексные коэффициенты отражения в сечениях 1-1 и 2-2 для режимов холостого хода и короткого замыкания на выходе коаксиальо-полосковых переходов,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000017
- S-параметры коаксиально-полосковых переходов.
S-параметры коаксиально-полосковых переходов определяются из уравнений (6), (7), (8), (9), полагая, что S-матрицы коаксиально-полосковых переходов унитарны:
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
На третьем этапе из схемы удаляется устройство, содержащее держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ, выходы 12-полюсных рефлектометров соединяются непосредственно и измеряются комплексные коэффициенты отражения при различных фазах φ0 и φ1 сигнала генератора aг1 и наличие сигнала генератора аг2, затем поочередно измеряются комплексные коэффициенты отражения при наличии сигнала aг1 и отсутствии сигнала аг2 и при наличии сигнала аг2 и отсутствии сигнала aг1. На основе проведенных измерений формируется система уравнений для определения отношения падающих волн аг2/aг1 и определения коэффициентов отражений выходов 12-поллюсных рефлектометров:
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Из системы уравнений (10), (11), (12), (13) определяем отношения падающих волн напряжений, имеем
Figure 00000028
Определим S-параметры четырехполюсников из уравнений (10), (11), (12), (13), которые преобразуем сначала к виду
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000034
Вычтем из уравнений (16) и (17) уравнение (20), получим систему уравнений для определения параметров S12 и S22, решая которую, получаем параметры S12 и S22:
Figure 00000035
Figure 00000036
где
Figure 00000037
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
Зная параметры S12 и S22, определяем параметры S11 и S21 из уравнений (18) и (19):
Figure 00000041
Figure 00000042
где А=Гвх2(φ0)Г1-S22Г1,
Figure 00000043
,
C=Гвх2(φ0),
А1=Гвх2(φ1)Г1-S22Г1,
Figure 00000044
С1=Гвх2(φ1).
Зная S-параметры, определяем Т-параметры устройства, содержащего держатель транзистора (коаксиально-полосковые переходы и прижимные контакты) и собственно транзистор СВЧ, и Т-параметры коаксиально-полосковых переходов (T1 и Т2), затем определяем Т-параметры транзистора (Тт) из уравнения:
Figure 00000045
Зная Т-параметры транзистора, определяем S-параметры транзистора по формулам
Figure 00000046
,
Figure 00000047
,
Figure 00000048
,
Figure 00000049
Список использованных источников
1. Shamsur R. Mazumder and P.D. van der Pulie. «Two-Signal» Method of Measuring the Large-Signal S-Parameter of Transistors // IEEE Trans. On Microwave Theory and Techn. - 1978. - V.MTT - 26. - №6. - p.417-420.
2. Петров В.П., Рясный Ю.В., Журавлева О.Б., Пологрудов В.П. Анализ методов калибровки 12-полюсного рефлектометра // Измер. техн. - 1985. - №10. - с.40-41.

Claims (1)

  1. Способ измерения S-параметров транзисторов СВЧ в линейном режиме, по которому выделяют падающие и отраженные волны напряжений от устройства, содержащего собственно транзистор и держатель транзистора, измеряют отношения падающих и отраженных волн при изменении разности фаз между падающими волнами в диапазоне 0-360°, отличающийся тем, что при помощи 12-полюсных рефлектометров измеряют только комплексные коэффициенты отражения на входе и выходе упомянутого устройства для двух значений разности фаз между падающими волнами, затем транзистор удаляют из упомянутого устройства и измеряют комплексные коэффициенты отражения на входах коаксиально-полосковых переходов держателя транзистора, далее из схемы удаляют держатель транзистора, измеряют комплексные коэффициенты отражения выходов 12-полюсных рефлектометров и отношение падающих волн напряжений генератора, полученные системы уравнений решают относительно неизвестных S-параметров испытуемого транзистора и определяют S-параметры данного транзистора.
RU2007119089/28A 2007-05-22 2007-05-22 Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме RU2361227C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119089/28A RU2361227C2 (ru) 2007-05-22 2007-05-22 Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119089/28A RU2361227C2 (ru) 2007-05-22 2007-05-22 Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007119089A RU2007119089A (ru) 2008-11-27
RU2361227C2 true RU2361227C2 (ru) 2009-07-10

Family

ID=41045987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007119089/28A RU2361227C2 (ru) 2007-05-22 2007-05-22 Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361227C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652650C1 (ru) * 2017-03-29 2018-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Способ адекватного измерения S-параметров транзисторов на имитаторе-анализаторе усилителей и автогенераторов СВЧ
RU2653569C1 (ru) * 2017-03-29 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Способ измерения S-параметров четырехполюсников СВЧ, предназначенных для включения в микрополосковую линию
RU2753828C1 (ru) * 2020-09-24 2021-08-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") Способ калибровки и определения собственных систематических погрешностей векторного анализатора цепей

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shamsur R. Mazumder and P.D. van der Pulie. «Two-Signal» Method of Measuring the Large-Signal S-Parameter of Transistors // IEEE Trans. On Microwave Theory and Techn. - 1978. - V.MTT - 26. - №6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652650C1 (ru) * 2017-03-29 2018-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Способ адекватного измерения S-параметров транзисторов на имитаторе-анализаторе усилителей и автогенераторов СВЧ
RU2653569C1 (ru) * 2017-03-29 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" Способ измерения S-параметров четырехполюсников СВЧ, предназначенных для включения в микрополосковую линию
RU2753828C1 (ru) * 2020-09-24 2021-08-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") Способ калибровки и определения собственных систематических погрешностей векторного анализатора цепей

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007119089A (ru) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8860434B2 (en) Method of measuring scattering parameters of device under test
JP2016528515A (ja) 検査装置構成を校正する方法
EP3215860B1 (en) Systems and methods of measuring and determining noise parameters
US20100318833A1 (en) Method for the secondary error correction of a multi-port network analyzer
CN104111432A (zh) 扩展操作范围上的测试工具的校准
TWI627417B (zh) 向量網路功率計
RU2361227C2 (ru) Способ измерения s-параметров транзисторов свч в линейном режиме
CN106093572A (zh) 基于集成鉴相器ad8302的高精度相位检测电路及其自校准方法
Hasar A microwave method for noniterative constitutive parameters determination of thin low-loss or lossy materials
JP2008304450A (ja) ベクトルネットワークアナライザ／雑音指数測定
JP7153309B2 (ja) ベクトルネットワークアナライザを用いた反射係数の測定方法
Wong Complete power sensor calibration using a VNA
Ferrero et al. Uncertainty in multiport S-parameters measurements
RU2494408C1 (ru) Устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника на свч
US7268530B1 (en) Method to measure the mutual phase relationship of a set of spectral components generated by a signal generator
RU2621368C1 (ru) Способ определения угла сдвига фаз СВЧ-устройства с преобразованием частоты
Heuermann Calibration of a network analyzer without a thru connection for nonlinear and multiport measurements
US20110288800A1 (en) Method for measuring system parameter of linear multiport and measuring method using vector network analyzer
Shimaoka A new method for measuring accurate equivalent source reflection coefficient of three-port devices
Fezai et al. Characterization of reflection and attenuation parameters of device under test by vna
RU2653569C1 (ru) Способ измерения S-параметров четырехполюсников СВЧ, предназначенных для включения в микрополосковую линию
Fezai et al. Measure of reflection factor s 11 high frequency
Horibe Improvement of Measurement Uncertainty of THz Waveguide Vector Network Analyzers
Meys et al. Broadband noise system allows measurements according to both standard methods
Singh et al. Inter-laboratory comparison of S-parameter measurements with dynamic uncertainty evaluation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140523