RU2510035C1 - Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole - Google Patents

Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole Download PDF

Info

Publication number
RU2510035C1
RU2510035C1 RU2012134166/28A RU2012134166A RU2510035C1 RU 2510035 C1 RU2510035 C1 RU 2510035C1 RU 2012134166/28 A RU2012134166/28 A RU 2012134166/28A RU 2012134166 A RU2012134166 A RU 2012134166A RU 2510035 C1 RU2510035 C1 RU 2510035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmission line
meter
schottky barrier
integrated circuit
field
Prior art date
Application number
RU2012134166/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Карпович Балыко
Александр Николаевич Королев
Виталий Юрьевич Мякиньков
Татьяна Ивановна Потапова
Галина Алексеевна Калинкина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority to RU2012134166/28A priority Critical patent/RU2510035C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510035C1 publication Critical patent/RU2510035C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device to measure total resistance and noise parameters of a microwave dipole, comprising a meter of frequency characteristics and an integrated circuit within a central transmission line, a section of a transmission line connected to the central transmission line, electric switches - semiconductor instruments, controlled by DC voltages, the meter of frequency characteristics is connected with one end of the central transmission line, its other end - to the measured dipole. Where the meter of frequency characteristics is a meter of spectral density of noise capacity, the integrated circuit is made in the form of a monolithic integrated circuit on a semiconductor substrate, at the same time the section of the transmission line is made equal to one eighth of the wave length in the transmission line, electric switches are field transistors with Schottky barrier and at least in the form of one pair, at the same time in each specified pair the source of one field transistor with Schottky barrier is connected with the central line of transmission at the distance of one eighth of wavelength in the transmission line from the point of connection of the measured dipole and between its pairs, its drain with one end of the transmission line section, the other end of which is connected with the drain of the other field transistor with Schottky barrier, its drain is grounded, DC control voltages are supplied to gates of every field transistor with Schottky barrier from the appropriate source of DC control voltage.
EFFECT: expansion of working frequency band, increased accuracy of measurement by reduced error of measurement and simplified device with preservation of automation capability.
4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, и может быть использовано в электронной технике СВЧ.The invention relates to measuring equipment, namely, devices for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave, and can be used in microwave electronic equipment.

Эффективное проектирование изделий электронной техники СВЧ основано на знании зависимости от частоты полного сопротивления (импеданса) двухполюсника на СВЧ, которое определяется экспериментальным путем с последующей математической обработкой данных измерений.Effective design of microwave electronic products is based on knowledge of the dependence on the frequency of the impedance of the two-terminal microwave, which is determined experimentally with subsequent mathematical processing of the measurement data.

Известно устройство для измерения полного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор сигнала СВЧ и коаксиальную схему, содержащую измерительную линию передачи, включенную между генератором СВЧ и измеряемым двухполюсником. На частоте f с помощью измерительной линии передачи измеряют две характеристики: модуль Г(f) и фазу Ф(f) коэффициента отражения, а полное (комплексное) сопротивление двухполюсника Z(f), равное сумме активной R(f) и реактивной jX(f) составляющих, рассчитывают по известным математическим формулам [1].A device is known for measuring the impedance of a two-terminal network, comprising a microwave signal generator and a coaxial circuit containing a measuring transmission line connected between the microwave generator and the measured two-terminal network. At a frequency f, using a measuring transmission line, two characteristics are measured: the module Г (f) and the phase Ф (f) of the reflection coefficient, and the total (complex) resistance of the two-terminal network Z (f), equal to the sum of the active R (f) and reactive jX (f ) components calculated according to well-known mathematical formulas [1].

Данное устройство отличается:This device is different:

повышенной погрешностью, из-за необходимости измерять две частотные характеристики: модуль Г(f) и фазу Ф(f), каждая из которых измеряется с определенной погрешностью, соответственно результирующая погрешность множится,increased error, due to the need to measure two frequency characteristics: module Г (f) and phase Ф (f), each of which is measured with a certain error, respectively, the resulting error is multiplied,

сложностью автоматизации процесса измерения из-за использования коаксиальной измерительной линии передачи.the complexity of the automation of the measurement process due to the use of a coaxial measuring transmission line.

Известно устройство для измерения полного сопротивления двухполюсника, содержащее генератор СВЧ-сигнала, измерители модуля коэффициента передачи и модуля коэффициента отражения и интегральную схему, состоящую из центральной линии передачи, отрезка линии передачи, подключенного к центральному проводнику с помощью электрических ключей - pin-диодов, и второго отрезка линии передачи, гальванически соединенного с линией передачи, при этом измеряемый двухполюсник включен на конце второго отрезка линии передачи [2].A device for measuring the impedance of a two-terminal network is provided, comprising a microwave signal generator, transmitting coefficient module and reflection coefficient module, and an integrated circuit consisting of a central transmission line, a segment of a transmission line connected to the central conductor using electrical keys, pin diodes, and the second segment of the transmission line, galvanically connected to the transmission line, while the measured two-terminal is included at the end of the second segment of the transmission line [2].

На частоте f в рабочей полосе частот измеряют значения модуля коэффициента отражения Г(f) и модуля коэффициента передачи T(f) и затем по математическим формулам рассчитывают величину Z(f).At a frequency f in the working frequency band, the values of the reflection coefficient modulus G (f) and the transmission coefficient modulus T (f) are measured, and then the value Z (f) is calculated using mathematical formulas.

При этом отрезок линии передачи, включенный в интегральную схему с помощью электрического ключа (pin-диода), обеспечивает достижение однозначности в определении знака реактивной составляющей импеданса X(f).At the same time, the segment of the transmission line included in the integrated circuit using an electric key (pin diode) ensures unambiguity in determining the sign of the reactive component of the impedance X (f).

По сравнению с предыдущим данное устройство обеспечивает возможность автоматизации процесса измерения и при этом сравнительно легко.Compared with the previous one, this device provides the ability to automate the measurement process and is relatively easy.

Недостаток данного устройства, как и предыдущего, заключается в повышенной погрешности также из-за необходимости измерения двух частотных характеристик: модуля коэффициента отражения Г(f) и модуля коэффициента передачи T(f), для чего используют два типа измерителей: измеритель модуля коэффициента отражения и измеритель модуля коэффициента передачи.The disadvantage of this device, as well as the previous one, is the increased error also due to the need to measure two frequency characteristics: the reflection coefficient module G (f) and the transmission coefficient module T (f), for which two types of meters are used: a reflection coefficient module measurer and gear ratio module meter.

Кроме того, наличие в данном устройстве существенной неоднородности, а именно Т-образного соединения центральной линии передачи и второго отрезка линии передачи, приводит также к увеличению погрешности измерения полного сопротивления двухполюсника на СВЧ.In addition, the presence in this device of a significant heterogeneity, namely a T-shaped connection of the central transmission line and the second segment of the transmission line, also leads to an increase in the measurement error of the impedance of the two-terminal on microwave.

Известно устройство для определения импеданса двухполюсника на СВЧ, содержащее генератор СВЧ-сигнала, измеритель модуля коэффициента отражения и интегральную схему, состоящую из центрального проводника (центральной линии передачи), отрезка линии передачи, подключенного к центральному проводнику с помощью pin-диода, и второго отрезка линии передачи длиной l, при этом измеритель модуля коэффициента отражения и генератор СВЧ-сигнала расположены на одном конце центрального проводника.A device for determining the impedance of a two-terminal on a microwave, containing a microwave signal generator, a meter of the coefficient of reflection coefficient and an integrated circuit consisting of a Central conductor (central transmission line), a segment of a transmission line connected to the Central conductor using a pin diode, and a second segment transmission lines of length l, while the meter of the coefficient of reflection coefficient and the generator of the microwave signal are located at one end of the central conductor.

Это устройство с целью существенного упрощения процесса измерения дополнительно содержит второй pin-диод, с помощью которого второй отрезок линии подключен к центральному проводнику в месте, отстоящем от первого отрезка, а измеряемый двухполюсник включен на противоположном от генератора СВЧ-сигнала конце [3] - прототип.This device, in order to significantly simplify the measurement process, additionally contains a second pin diode, with the help of which the second line segment is connected to the central conductor in a place separated from the first segment, and the measured two-terminal device is connected at the end opposite from the microwave signal generator [3] - prototype .

Данное устройство по сравнению с предыдущим аналогом обеспечивает снижение погрешности измерения полного сопротивления двухполюсника на СВЧ благодаря исключению:This device in comparison with the previous analogue provides a reduction in the measurement error of the impedance of a two-terminal on microwave due to the exception:

а) одного из измерителей - измерителя модуля коэффициента передачи,a) one of the meters - meter module transmission coefficient,

б) Т-образного соединения центральной линии передачи и второго отрезка линии передачи.b) a T-shaped connection of the Central transmission line and the second segment of the transmission line.

Недостаток этого устройства заключается в:The disadvantage of this device is:

во-первых, низкой точности измерения из-за использования:firstly, low measurement accuracy due to use:

а) измерителя модуля коэффициента отражения, имеющего сравнительно невысокую точность измерения частотной характеристики,a) a meter of the coefficient of reflection coefficient having a relatively low accuracy of measuring the frequency response,

б) в качестве электрических ключей, как и в предыдущем аналоге, сосредоточенных полупроводниковых приборов - pin-диодов,b) as electrical keys, as in the previous analogue, of concentrated semiconductor devices - pin diodes,

во-вторых, узкой рабочей полосе частот из-за наличия резонансных частот, обусловленных наличием расстояния между отрезками линий передачи,secondly, a narrow working frequency band due to the presence of resonant frequencies due to the presence of the distance between the segments of the transmission lines,

в-третьих, сложности устройства, обусловленной использованием pin-диодов, управляющее напряжение на которые подается через фильтры питания.thirdly, the complexity of the device due to the use of pin diodes, the control voltage of which is supplied through the power filters.

Техническим результатом заявленного устройства для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ является расширение рабочей полосы частот, повышение точности измерения путем снижения погрешности измерения и упрощение устройства при сохранении возможности автоматизации.The technical result of the claimed device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal on a microwave is to expand the working frequency band, increase the measurement accuracy by reducing the measurement error and simplify the device while maintaining automation capabilities.

Указанный технический результат достигается в устройстве для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, содержащем измеритель частотных характеристик и интегральную схему в составе центральной линии передачи, отрезка линии передачи, соединенного с центральной линией передачи, электрических ключей - полупроводниковых приборов, управляемых постоянными напряжениями, измеритель частотных характеристик соединен с одним концом центральной линии передачи, другой ее конец - с измеряемым двухполюсником, согласно изобретению в которомThe specified technical result is achieved in a device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave, containing a frequency response meter and an integrated circuit consisting of a central transmission line, a segment of a transmission line connected to a central transmission line, electrical keys - semiconductor devices controlled by constant voltage, the frequency response meter is connected to one end of the central transmission line, its other end to the measured two-terminal network, asno invention wherein

- в качестве измерителя частотных характеристик используют измеритель спектральной плотности мощности шума,- as a meter of frequency characteristics using a meter of spectral density of noise power,

- интегральная схема выполнена в виде монолитной интегральной схемы на полупроводниковой подложке, при этом отрезок линии передачи выполнен равным одной восьмой длины волны в линии передачи,- the integrated circuit is made in the form of a monolithic integrated circuit on a semiconductor substrate, while the length of the transmission line is made equal to one eighth of the wavelength in the transmission line,

- в качестве электрических ключей используют полевые транзисторы с барьером Шотки и функционально, по меньшей мере, в виде одной пары,- as electric keys, field-effect transistors with a Schottky barrier are used and functionally in at least one pair,

при этомwherein

в каждой упомянутой паре исток одного полевого транзистора с барьером Шотки соединен с центральной линией передачи на расстоянии одной восьмой длины волны в линии передачи от места соединения измеряемого двухполюсника и между упомянутыми парами, его сток с одним концом отрезка линии передачи, другой конец которого соединен со стоком другого полевого транзистора с барьером Шотки, его исток заземлен, постоянные управляющие напряжения подают на затворы каждого полевого транзистора с барьером Шотки от соответствующего источника постоянного управляющего напряжения.in each pair mentioned, the source of one Schottky field-effect transistor is connected to the central transmission line at a distance of one eighth of the wavelength in the transmission line from the junction of the measured two-terminal network and between the pairs, its drain with one end of the transmission line segment, the other end of which is connected to the drain another field-effect transistor with a Schottky barrier, its source is grounded, constant control voltages are applied to the gates of each field-effect transistor with a Schottky barrier from a corresponding source of constant th control voltage.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Совокупность существенных признаков заявленного устройства для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, в том числе иное соединение элементов устройства, обеспечит, а именно:The set of essential features of the claimed device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave, including another connection of the elements of the device, will provide, namely:

использование в качестве измерителя частотных характеристик измерителя спектральной плотности мощности шума обеспечит:the use as a meter of the frequency characteristics of a spectral density meter of noise power will provide:

во-первых, упрощение как устройства, так и процесса измерения и, как следствие, повышение точности измерения путем снижения погрешности измерения, благодаря использованию:firstly, the simplification of both the device and the measurement process and, as a result, improving the measurement accuracy by reducing the measurement error due to the use of:

а) свойства двухполюсника СВЧ генерировать собственный шумовой сигнал и тем самым возможности исключения генератора шума из устройства,a) the properties of a two-terminal microwave to generate its own noise signal and thereby the possibility of excluding a noise generator from the device,

б) только одного измерителя частотных характеристик - измерителя спектральной плотности мощности шума, в качестве которого используют стандартный измерительный приемник СВЧ (тип П5-9, П5-16 и др.).b) only one meter of frequency characteristics - a spectral noise power spectral density meter, which is used as a standard microwave measuring receiver (type P5-9, P5-16, etc.).

Выполнение интегральной схемы в виде монолитной интегральной схемы на полупроводниковой подложке, имеющей существенно меньшие размеры по сравнению с интегральной схемой, равно как и выполнение отрезка линии передачи, равным одной восьмой длины волны в линии передачи, обеспечит расширение рабочей полосы частот.The implementation of the integrated circuit in the form of a monolithic integrated circuit on a semiconductor substrate, which is significantly smaller than the integrated circuit, as well as the execution of a segment of the transmission line equal to one eighth of the wavelength in the transmission line will provide an extension of the working frequency band.

Более того, последнее (выполнение отрезка линии передачи равным одной восьмой длины волны в линии передачи) обеспечит увеличение интервала между резонансными частотами и, как следствие, - дополнительно к указанному выше снижение погрешности измерения и, соответственно, повышение точности измерения.Moreover, the latter (the execution of a segment of the transmission line equal to one eighth of the wavelength in the transmission line) will provide an increase in the interval between resonant frequencies and, as a result, in addition to the aforementioned decrease in the measurement error and, consequently, increase the measurement accuracy.

Использование в качестве электрических ключей полевых транзисторов с барьером Шотки обеспечит:Using field-effect transistors with a Schottky barrier as electrical keys will provide:

а) увеличение числа возможных вариантов состояний монолитной интегральной схемы, иa) an increase in the number of possible state variants of a monolithic integrated circuit, and

б) возможность применения статистических методов обработки результатов измерений и, как следствие, дополнительно к указанное выше повышение точности измерения.b) the possibility of applying statistical methods for processing measurement results and, as a result, in addition to the above-mentioned increase in measurement accuracy.

При этом число возможных вариантов состояний монолитной интегральной схемы увеличивается с числом каждой из пар полевых транзисторов с барьером Шотки.Moreover, the number of possible state variants of a monolithic integrated circuit increases with the number of each pair of field-effect transistors with a Schottky barrier.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана топология заявленного устройства для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, гдеFigure 1 shows the topology of the claimed device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave, where

- измеритель частотных характеристик - 1, в виде измерителя спектральной плотности мощности шума,- a meter of frequency characteristics - 1, in the form of a spectral density meter of noise power,

- монолитная интегральная схема - 2 в составе:- monolithic integrated circuit - 2 consisting of:

центральной линии передачи - 3,central transmission line - 3,

отрезка линии передачи - 4,segment of the transmission line - 4,

электрических ключей - двух полевых транзисторов с барьером Шотки - 5, 6 соответственно,electrical keys - two field-effect transistors with a Schottky barrier - 5, 6, respectively,

- измеряемый двухполюсник - 7,- measured bipolar - 7,

- два источника постоянного управляющего напряжения - 8, 9 соответственно.- two sources of constant control voltage - 8, 9, respectively.

На фиг.2 дана его эквивалентная схема.Figure 2 is given its equivalent circuit.

На фиг.3 даны измеренные зависимости от частоты спектральной плотности мощности шума (СПМШ) измеряемого двухполюсника с монолитной интегральной схемой в рабочей полосе частот от 1 ГГц до 18 ГГц.Figure 3 shows the measured dependence on the frequency of the spectral density of noise power (SPMSh) of the measured two-terminal with a monolithic integrated circuit in the working frequency band from 1 GHz to 18 GHz.

На фиг.4 даны рассчитанные зависимости от частоты активной и реактивной составляющих полного сопротивления и спектральной плотности мощности шума (шумовые параметры) измеряемого двухполюсника СВЧ.Figure 4 shows the calculated dependences on the frequency of the active and reactive components of the impedance and the spectral density of the noise power (noise parameters) of the measured two-terminal microwave.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Заявленное устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ содержит:The claimed device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave oven contains:

измеритель частотных характеристик 1 в виде измерителя спектральной плотности мощности шума, тип П5-9,frequency response meter 1 in the form of a noise power spectral density meter, type P5-9,

монолитную интегральную схему 2, выполненную на подложке из арсенида галлия, в составе: центральной линии передачи 3 шириной, равной 0,08 мм, отрезка линии передачи 4, той же ширины и длиной, равной 1 мм, что соответствует одной восьмой длины волны в линии передачи, электрических ключей - двух полевых транзисторов с барьером Шотки 5, 6 соответственно,a monolithic integrated circuit 2, made on a gallium arsenide substrate, comprising: a central transmission line 3 of a width of 0.08 mm, a segment of a transmission line 4 of the same width and a length of 1 mm, which corresponds to one eighth wavelength in a line transmission, electric keys - two field-effect transistors with a Schottky barrier 5, 6, respectively,

измеряемый двухполюсник 7 - лавинно-пролетный диод (ЛПД),measured two-terminal 7 - avalanche-span diode (LPD),

два источника постоянного управляющего напряжения 8, 9 соответственно, тип HP 4142.two sources of constant control voltage 8, 9, respectively, type HP 4142.

При этомWherein

- измеритель частотных характеристик 1 соединен с одним концом центральной линии передачи 3, а другой ее конец - с измеряемым двухполюсником (ЛПД) 7;- the frequency response meter 1 is connected to one end of the central transmission line 3, and its other end to the measured two-terminal network (LPD) 7;

- отрезок линии передачи 4 соединен с центральной линией передачи;- a segment of the transmission line 4 is connected to the Central transmission line;

- исток одного полевого транзистора с барьером Шотки 5 соединен с центральной линией передачи 3, его сток с одним концом отрезка линии передачи 4, сток другого полевого транзистора с барьером Шотки 6 соединен с другим концом отрезка линии передачи 4, его исток заземлен, постоянные управляющие напряжения подают на затворы каждого полевого транзистора с барьером Шотки 5, 6 от соответствующего источника постоянного управляющего напряжения 8, 9.- the source of one field-effect transistor with a Schottky barrier 5 is connected to the central transmission line 3, its drain is at one end of a section of transmission line 4, the drain of another field-effect transistor with a Schottky barrier 6 is connected to the other end of segment of transmission line 4, its source is grounded, constant control voltage served on the gates of each field effect transistor with a Schottky barrier 5, 6 from the corresponding source of constant control voltage 8, 9.

Заявленное устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров и двухполюсника на СВЧ работает следующим образом.The claimed device for measuring the impedance and noise parameters and a two-terminal microwave operating as follows.

В диапазоне СВЧ измеряемый двухполюсник 7 при подаче питания генерирует собственный шумовой сигнал.In the microwave range, the measured two-terminal 7 generates its own noise signal when power is applied.

Спектральную плотность мощности шума (СПМШ) измеряют измерителем частотных характеристик 1 (измеритель спектральной плотности мощности шума, тип П5-9).The noise power spectral density (SPMSh) is measured by a frequency response meter 1 (spectral noise power spectral density meter, type P5-9).

Измеренная спектральная плотность мощности шума при отсутствии в системе автоколебаний определяется выражением [4]:The measured spectral density of noise power in the absence of self-oscillations in the system is determined by the expression [4]:

Р ш к = S 0 ( f ) / | Z ( f ) × ( C к R н + D к ) + А к R н + В к | 2 ( 1 )

Figure 00000001
R w to = S 0 ( f ) / | | | Z ( f ) × ( C to R n + D to ) + BUT to R n + AT to | | | 2 ( one )
Figure 00000001

где f - рабочая частота;where f is the operating frequency;

Z(f)=R(f)+j×X(f) - полное сопротивление измеряемого двухполюсника СВЧ 7;Z (f) = R (f) + j × X (f) - impedance of the measured two-terminal microwave 7;

Rн - сопротивление нагрузки, обычно Rн равно 50 Ом;R n - load resistance, usually R n is equal to 50 Ohms;

S0(f) - спектральная плотность мощности шума - шумовой параметр собственно двухполюсника СВЧ 7;S 0 (f) is the spectral density of the noise power is the noise parameter of the microwave 2-terminal proper;

Ак, Вк, Ск, Dк - элементы матрицы передачи монолитной интегральной схемы 2, содержащей электрические ключи - полупроводниковые приборы, управляемые постоянными напряжениями - полевые транзисторы с барьером Шотки 5, 6 от соответствующих источников 8, 9.A k , B k , C k , D k - elements of the transmission matrix of a monolithic integrated circuit 2 containing electric keys - semiconductor devices controlled by constant voltage - field effect transistors with a Schottky barrier 5, 6 from the corresponding sources 8, 9.

На частоте f измеряют СПМШ для трех комбинаций величин управляющих постоянных напряжений параметра (к=1, 2, 3).At a frequency f, the SPSH is measured for three combinations of the values of the control constant voltage of the parameter (k = 1, 2, 3).

Полученные значения СПМШ подставляют в уравнения (1) и получают систему из трех уравнений с неизвестными R, X и S0.The obtained values of SPMSh are substituted into equations (1) and a system of three equations with unknown R, X and S 0 is obtained.

Сначала исключают из этой системы S0 и решают систему из двух уравнений:First, S 0 is excluded from this system and a system of two equations is solved:

|(R+jX)(С1R1+D1)+A1R11|=|(R+jX)(С2Rн+D2)+А2Rн2|,| (R + jX) (C 1 R 1 + D 1 ) + A 1 R 1 + B 1 | = | (R + jX) (C 2 R n + D 2 ) + A 2 R n + B 2 |,

|(R+jX)(С1R1+D1)+A2R1+B1|=|(R+jX)(C3Rн+D3)+A3Rн+B3|.| (R + jX) (C 1 R 1 + D 1 ) + A 2 R 1 + B 1 | = | (R + jX) (C 3 R n + D 3 ) + A 3 R n + B 3 |.

Полученные значения R(f) и X(f) подставляют в уравнение (1) и определяют S0(f).The obtained values of R (f) and X (f) are substituted into equation (1) and S 0 (f) is determined.

Данные измерений и расчетов представлены на фиг.3 и 4.The data of measurements and calculations are presented in figure 3 and 4.

Как видно из фиг.3 и 4, заявленное устройство расширяет рабочую полосу частот от 8 ГГц до 16 ГГц, снижает погрешность измерений в 1,5 раза и, соответственно, повышает точность измерений в 1,5 раза.As can be seen from figure 3 and 4, the claimed device extends the operating frequency band from 8 GHz to 16 GHz, reduces the measurement error by 1.5 times and, accordingly, increases the accuracy of measurements by 1.5 times.

Таким образом, заявленное устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ по сравнению с прототипом обеспечит расширение рабочей полосы частот в 2 раза, повышение точности измерения в 1,5 раза, упрощение устройства при сохранении возможности автоматизации.Thus, the claimed device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal microwave, in comparison with the prototype, will provide an extension of the working frequency band by 2 times, increased measurement accuracy by 1.5 times, simplification of the device while maintaining automation capabilities.

Источники информацииInformation sources

1. Измерения на СВЧ. / Перевод под ред. В.Б.Штейншлейгера / М.: Сов. радио. - 1952 г., - с.87.1. Measurements on the microwave. / Translation Ed. VB Shteynshleyger / M .: Owls. radio. - 1952, - p. 87.

2. Патент РФ №2088946, МПК G01R 27/04, приоритет 24.07.1992 г., опубл. 27.08.97 г.2. RF patent No. 2088946, IPC G01R 27/04, priority July 24, 1992, publ. August 27, 1997

3. Патент РФ №2210082, МПК G01R 27/04, приоритет 09.08.2001 г., опубл.09 08.03 г.3. RF patent №2210082, IPC G01R 27/04, priority 09.08.2001, published 09.08.03.

4. Балыко А.К., Мельников А.И., Тагер А.С. Метод измерения полного сопротивления и шумовых характеристик диодов СВЧ // Электронная техника. Сер.1, Электроника СВЧ. 1979, выпуск 11, с.93-94.4. Balyko A.K., Melnikov A.I., Tager A.S. Method for measuring the impedance and noise characteristics of microwave diodes // Electronic Engineering. Ser. 1, Microwave Electronics. 1979, issue 11, pp. 93-94.

Claims (1)

Устройство для измерения полного сопротивления и шумовых параметров двухполюсника на СВЧ, содержащее измеритель частотных характеристик и интегральную схему в составе центральной линии передачи, отрезка линии передачи, соединенного с центральной линией передачи, электрических ключей - полупроводниковых приборов, управляемых постоянными напряжениями, измеритель частотных характеристик соединен с одним концом центральной линии передачи, другой ее конец - с измеряемым двухполюсником, отличающееся тем, что в качестве измерителя частотных характеристик используют измеритель спектральной плотности мощности шума, интегральная схема выполнена в виде монолитной интегральной схемы на полупроводниковой подложке, при этом отрезок линии передачи выполнен равным одной восьмой длины волны в линии передачи, в качестве электрических ключей используют полевые транзисторы с барьером Шотки и, по меньшей мере, в виде одной пары, при этом в каждой упомянутой паре исток одного полевого транзистора с барьером Шотки соединен с центральной линией передачи на расстоянии одной восьмой длины волны в линии передачи от места соединения измеряемого двухполюсника и между парами, его сток с одним концом отрезка линии передачи, другой конец которого соединен со стоком другого полевого транзистора с барьером Шотки, его исток заземлен, постоянные управляющие напряжения подают на затворы каждого полевого транзистора с барьером Шотки от соответствующего источника постоянного управляющего напряжения. A device for measuring the impedance and noise parameters of a two-terminal on a microwave, containing a frequency characteristics meter and an integrated circuit consisting of a central transmission line, a segment of a transmission line connected to the central transmission line, electrical keys - semiconductor devices controlled by constant voltage, the frequency characteristics meter is connected to one end of the central transmission line, its other end - with a measured two-terminal network, characterized in that as a frequency meter They use a noise power spectral density density meter, the integrated circuit is made as a monolithic integrated circuit on a semiconductor substrate, while the length of the transmission line is equal to one eighth of the wavelength in the transmission line, field-effect transistors with a Schottky barrier and at least at least in the form of one pair, while in each mentioned pair the source of one field-effect transistor with a Schottky barrier is connected to the central transmission line at a distance of one eighth for there are other waves in the transmission line from the junction of the measured two-terminal network and between the pairs, its drain with one end of a segment of the transmission line, the other end of which is connected to the drain of another field-effect transistor with a Schottky barrier, its source is grounded, constant control voltages are applied to the gates of each field-effect transistor with Schottky barrier from the corresponding source of constant control voltage.
RU2012134166/28A 2012-08-09 2012-08-09 Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole RU2510035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134166/28A RU2510035C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134166/28A RU2510035C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510035C1 true RU2510035C1 (en) 2014-03-20

Family

ID=50279739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134166/28A RU2510035C1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510035C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619780A (en) * 1969-01-24 1971-11-09 Hewlett Packard Co Transistor noise measuring apparatus
SU945826A1 (en) * 1979-12-04 1982-07-23 Предприятие П/Я А-1067 Device for measuring noise parameters of active linear uhf four-terminal network
SU1161903A1 (en) * 1983-11-05 1985-06-15 Воронежский Политехнический Институт Device for automatic measuring of noise factor of four-terminal network
US5170126A (en) * 1991-05-14 1992-12-08 Hughes Aircraft Company Microwave six-port noise parameter analyzer
RU2039363C1 (en) * 1993-04-08 1995-07-09 Александр Тимурович Тагаевский Method of and device for inherent noise measurement
RU2085960C1 (en) * 1992-07-24 1997-07-27 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Device for measuring noise characteristics of transistors at microwave frequency
US20070030013A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Nec Electronics Corporation Noise measurement semiconductor apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619780A (en) * 1969-01-24 1971-11-09 Hewlett Packard Co Transistor noise measuring apparatus
SU945826A1 (en) * 1979-12-04 1982-07-23 Предприятие П/Я А-1067 Device for measuring noise parameters of active linear uhf four-terminal network
SU1161903A1 (en) * 1983-11-05 1985-06-15 Воронежский Политехнический Институт Device for automatic measuring of noise factor of four-terminal network
US5170126A (en) * 1991-05-14 1992-12-08 Hughes Aircraft Company Microwave six-port noise parameter analyzer
RU2085960C1 (en) * 1992-07-24 1997-07-27 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Device for measuring noise characteristics of transistors at microwave frequency
RU2039363C1 (en) * 1993-04-08 1995-07-09 Александр Тимурович Тагаевский Method of and device for inherent noise measurement
US20070030013A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-08 Nec Electronics Corporation Noise measurement semiconductor apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7135871B1 (en) Soil moisture sensor
Sipila et al. High-frequency periodic time-domain waveform measurement system
Yau et al. Device and IC characterization above 100 GHz
van Raay et al. A new on-wafer large-signal waveform measurement system with 40 GHz harmonic bandwidth
Kompa et al. Error-corrected large-signal waveform measurement system combining network analyzer and sampling oscilloscope capabilities
Hale et al. Waveform metrology: signal measurements in a modulated world
Füser et al. Optoelectronic time-domain characterization of a 100 GHz sampling oscilloscope
Hasar et al. A microwave method based on amplitude-only reflection measurements for permittivity determination of low-loss materials
US8552742B2 (en) Calibration method for radio frequency scattering parameter measurements
RU2510035C1 (en) Device to measure total resistance and noise parameters of microwave dipole
RU2494408C1 (en) Measuring device of scattering parameters of four-pole at ultra-high frequency
Koul et al. Electronic Sub-Terahertz VNA Measurement Techniques
Patel et al. Complex S-parameter measurement and its uncertainty evaluation on a vector network analyzer
RU2499274C1 (en) Device to determine noise parameters of microwave quadripole
CA3092166C (en) Signal injection technique for measurement and control of source reflection coefficient of a device under test
RU2485527C1 (en) Device to measure full resistance of microwave-based dipole
Chien Millimeter-wave VNA Calibration using a CMOS Transmission Line with Distributed Switches
Ali et al. Design and development of RF power detector for microwave application
Lin et al. Design and characterization of SRD-based comb generator
Faraj et al. Bursts of Pulses for time domain large signal measurements
Shi et al. Automated wire fault location using impedance spectroscopy and genetic algorithm
Shi et al. A new method of locating the single wire fault
Khalid et al. Oscillation detection technique by using vector network analyzer
Kichouliya et al. Characterization of Derivative Sensor Without Using Transient Source
McKay et al. Switch branch in trap-rich RFSOI with 84 dBm off-state IP3

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160225