RU2782848C1 - Method for measuring s-parameters - Google Patents
Method for measuring s-parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782848C1 RU2782848C1 RU2021132318A RU2021132318A RU2782848C1 RU 2782848 C1 RU2782848 C1 RU 2782848C1 RU 2021132318 A RU2021132318 A RU 2021132318A RU 2021132318 A RU2021132318 A RU 2021132318A RU 2782848 C1 RU2782848 C1 RU 2782848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmission line
- standard transmission
- parameters
- adapter
- component model
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 102100013051 CENPK Human genes 0.000 description 1
- 101700080431 CENPK Proteins 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерения на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может быть использовано для определения волновых параметров рассеяния (S-параметров) объектов с использованием векторного анализатора цепей в нестандартных линиях передач и в свободном пространстве, а именно, в полосковых линиях (микроэлектронные компоненты: резисторы, поглотители мощности, ЧИП-индуктивности, диоды, транзисторы и т.д.), в металлических и диэлектрических волноводах (волноводные устройства, лампы бегущей волны, аттенюаторы и др.), в свободном пространстве (пластины изоляционных материалов и поглощающих покрытий и др.), а также для перехода из одного волноводного тракта в другой.The invention relates to a technique for measuring at microwave frequencies (UHF) and can be used to determine the wave scattering parameters (S-parameters) of objects using a vector network analyzer in non-standard transmission lines and in free space, namely, in strip lines (microelectronic components: resistors, power absorbers, CHIP inductances, diodes, transistors, etc.), in metal and dielectric waveguides (waveguide devices, traveling wave lamps, attenuators, etc.), in free space (plates of insulating materials and absorbing coatings, etc.) .), as well as for the transition from one waveguide path to another.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Все известные способы измерений S-параметров устройств (далее по тексту будет также использоваться термин «исследуемых устройств» как наиболее близкий к принятому в мировой практике обозначению «DUT» - Device-Under-Test) в нестандартных направляющих системах и в свободном пространстве основаны на процедурах исключения влияния на результаты измерений окружающих устройств, например: переходов со стандартной на нестандартную линию передачи, антенн в совокупности с участками свободного пространства между антеннами и объектом измерений.All known methods for measuring the S-parameters of devices (hereinafter, the term “devices under study” will also be used as the closest to the internationally accepted designation “DUT” - Device-Under-Test) in non-standard guide systems and in free space are based on procedures exclusion of the influence on the results of measurements of surrounding devices, for example: transitions from a standard to a non-standard transmission line, antennas in combination with sections of free space between the antennas and the object of measurement.
Известен способ измерения S-параметров устройств в нестандартных направляющих системах и в свободном пространстве, известный как TRL [1] и включающий измерения S-параметров двух отрезков линии передач, соединяющих между собой переходы со стандартной линии передач на нестандартную линию передач, измерения коэффициентов отражения от переходов в режиме отражения, определение S-параметров переходов с отрезками нестандартных линий с использованием результатов проведенных измерений и дальнейшее выполнении процедуры исключения переходов. В случае измерений в волноводах (закрытых линиях передач) в качестве переходов используют переходы со стандартного коаксиального канала на нестандартную закрытую линию передач, а для измерений в режиме отражения используют соответствующие отражающие нагрузки, выполненные в нестандартных линиях передач. В случае измерений в свободном пространстве в качестве переходов к свободному пространству используют две антенны с изменяемым расстоянием между ними, а для измерений в режиме отражения используют отражающие пластины, расположенные перед антеннами.There is a known method for measuring the S-parameters of devices in non-standard guide systems and in free space, known as TRL [1] and including measuring the S-parameters of two sections of the transmission line connecting transitions from a standard transmission line to a non-standard transmission line, measuring the reflection coefficients from transitions in the reflection mode, determination of the S-parameters of transitions with segments of non-standard lines using the results of the measurements, and further execution of the procedure for eliminating transitions. In the case of measurements in waveguides (closed transmission lines), transitions from a standard coaxial channel to a non-standard closed transmission line are used as transitions, and for measurements in the reflection mode, appropriate reflective loads made in non-standard transmission lines are used. In the case of measurements in free space, two antennas with a variable distance between them are used as transitions to free space, and for measurements in the reflection mode, reflective plates located in front of the antennas are used.
Недостатками данного способа являются технические трудности, связанные с обеспечением измерений S-параметров переходов (или антенн) на разных расстояниях друг от друга, а также ограниченный диапазон частот, в котором обеспечивается достаточная точность получаемых результатов. Ограничение диапазона частот и снижение точности измерений возникают в случае, когда разность расстояний между переходами близка к целому числу полуволн.The disadvantages of this method are the technical difficulties associated with measuring the S-parameters of the transitions (or antennas) at different distances from each other, as well as a limited frequency range in which sufficient accuracy of the results obtained is ensured. Limitation of the frequency range and a decrease in measurement accuracy occur when the difference in distances between transitions is close to an integer number of half-waves.
Известен способ измерения S-параметров устройств в нестандартных направляющих системах и в свободном пространстве, известный как LRT [2] и включающий измерение S-параметров L-соединения электрически длинной (когда электрическая длина линии L много больше электрической длины переходов) нестандартной линии передачи, включенной между переходами со стандартной линии передачи на нестандартную линию передачи, измерения S-параметров сквозного T-соединения переходов и их каскадного соединения с исследуемым устройством, включенным в разрыве нестандартной линии, измерения коэффициентов отражения от R-соединения переходов с отрезками нестандартных линий передачи в режиме холостого хода или короткого замыкания и последующее вычисление S-параметров исследуемого устройства. Данный способ не имеет явного ограничения по диапазону частот. Технической проблемой (недостатком) LRT-метода является погрешность, возникающая из-за влияния высших типов волн при измерении сквозного соединения Т, что приводит к снижению точности измерения S-параметров устройств.There is a method for measuring the S-parameters of devices in non-standard guide systems and in free space, known as LRT [2] and including measuring the S-parameters of an L-connection of an electrically long (when the electrical length of the line L is much greater than the electrical length of the transitions) of a non-standard transmission line included between transitions from a standard transmission line to a non-standard transmission line, measurements of the S-parameters of the through T-connection of transitions and their cascade connection with the device under study included in the break of a non-standard line, measurements of the reflection coefficients from the R-connection of transitions with segments of non-standard transmission lines in idle mode stroke or short circuit and subsequent calculation of the S-parameters of the device under study. This method has no explicit limitation on the frequency range. The technical problem (disadvantage) of the LRT method is the error that occurs due to the influence of higher types of waves when measuring the through connection T, which leads to a decrease in the accuracy of measuring the S-parameters of devices.
Известен способ измерения S-параметров двухпортовых объектов в нестандартных линиях передач (LR-метод) с использованием векторного анализатора цепей [3], выбранный в качестве способа-прототипа и заключающийся в проведении одноэтапной LR-калибровки с целью определения параметров модели переходов со стандартной линии передачи на нестандартную линию передачи, проведении измерения каскадного соединения исследуемого устройства и переходов и затем вычислении параметров исследуемого объекта относительно его физических границ (математическом исключении переходов) из приведенных авторами способа-прототипа соотношений. При этом переход может быть заменен более общим термином «искажающий адаптер» и включать в себя дополнительно цепи, необходимые для включения исследуемого устройства (цепи согласования, инжекторы питания и пр.). Указанная выше процедура LR-калибровки состоит в соединении двух переходов нестандартной (электрически длинной) линией передачи длиной L (L-соединение), измерении S-параметров L-соединения в заданном диапазоне частот и определении комплексных коэффициентов отражения коаксиальных разъемов переходов как средних линий квазипериодических функций частоты, затем в осуществлении соединения каждого из двух переходов с отрезком нестандартной линии (R-соединения) с образованием двух электрических цепей X и Y, короткозамкнутых (режим короткого замыкания) или разомкнутых (режим холостого хода) на концах, измерении в каждом R-соединении коэффициентов отражения со стороны их коаксиальных разъемов, и затем в построении 8-компонентной модели искажающего адаптера (для чего определяют коэффициенты отражения цепей X и Y со стороны нестандартных линий, произведений коэффициентов передачи каждой цепи и произведений коэффициентов передачи цепей X и Y в прямом и обратном направлениях). За счет этой процедуры способом-прототипом, по заявлению его авторов, обеспечивается повышение точности измерения S-параметров устройств в нестандартных направляющих системах с небольшим количеством калибровочных мер, сниженными временными и материальными затратами.There is a known method for measuring the S-parameters of two-port objects in non-standard transmission lines (LR-method) using a vector network analyzer [3], selected as a prototype method and consisting in carrying out a one-stage LR calibration in order to determine the parameters of the transition model from a standard transmission line on a non-standard transmission line, measuring the cascade connection of the device under study and transitions and then calculating the parameters of the object under study with respect to its physical boundaries (mathematical exclusion of transitions) from the ratios given by the authors of the prototype method. In this case, the transition can be replaced by the more general term "distorting adapter" and include additional circuits necessary to turn on the device under study (matching circuits, power injectors, etc.). The above LR calibration procedure consists in connecting two junctions with a non-standard (electrically long) transmission line of length L (L-connection), measuring the S-parameters of the L-connection in a given frequency range and determining the complex reflection coefficients of the coaxial connectors of the junctions as the middle lines of quasi-periodic functions frequency, then in the connection of each of the two transitions with a non-standard line segment (R-connection) to form two electrical circuits X and Y, short-circuited (short-circuit mode) or open-circuited (idle mode) at the ends, measurement in each R-connection reflection coefficients from their coaxial connectors, and then in the construction of an 8-component model of a distorting adapter (for which the reflection coefficients of the X and Y circuits from the side of non-standard lines are determined, the products of the transfer coefficients of each circuit and the products of the transmission coefficients of the X and Y circuits in the forward and reverse directions). Due to this procedure, the prototype method, according to the statement of its authors, provides an increase in the accuracy of measuring the S-parameters of devices in non-standard guide systems with a small number of calibration standards, reduced time and material costs.
Недостатками способа-прототипа является то, что получаемая по итогам процедуры LR-калибровки 8-компонентная модель переходов (или искажающего адаптера) является симметричной и не учитывает нестабильность переключения (switching terms). Исключение адаптера по приведенным авторами способа-прототипа формулам не учитывает характеристики используемого при измерениях векторного анализатора цепей. Как следствие, можно говорить о недостаточной точности измерения S-параметров с использованием способа-прототипа.The disadvantages of the prototype method is that the 8-component model of transitions (or distorting adapter) obtained as a result of the LR calibration procedure is symmetrical and does not take into account switching instability (switching terms). The exception of the adapter according to the formulas given by the authors of the prototype method does not take into account the characteristics of the vector network analyzer used in the measurements. As a consequence, we can talk about the lack of accuracy in measuring S-parameters using the prototype method.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Для устранения известных недостатков способа-прототипа была поставлена задача создания способа измерения S-параметров двухпортовых устройств с использованием векторного анализатора цепей в нестандартных линиях передач, характеризующегося повышенной точностью и повторяемостью результатов измерения.To eliminate the known shortcomings of the prototype method, the task was to create a method for measuring S-parameters of two-port devices using a vector network analyzer in non-standard transmission lines, characterized by increased accuracy and repeatability of measurement results.
Технический результат заключается в обеспечении возможности учета погрешности, вносимой векторным анализатором цепей при проведении измерений, а также в исключении погрешности, вносимой в измерения нестабильностью переключения (switching terms), и, как следствие, повышению повторяемости результатов измерения.The technical result consists in providing the possibility of taking into account the error introduced by the vector network analyzer during measurements, as well as in eliminating the error introduced in the measurements by the instability of switching (switching terms), and, as a result, increasing the repeatability of the measurement results.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в способе измерения S-параметров при измерении с использованием векторного анализатора цепей согласно предлагаемому изобретению проводят калибровку векторного анализатора цепей в стандартной линии передачи для получения 12-компонентной модели искажающего адаптера в стандартной линии передач, учитывающих нестабильность переключения (switching terms), после этого проводят процедуру LR-калибровки для получения 8-компонентной модели искажающего адаптера в нестандартной линии передач, затем проводят процедуру пересчета от 8-компонентной модели в нестандартной линии передач и 12-компонентной модели в стандартной линии передач к комплексной 12-компонентной модели, описывающей переходы (или искажающий адаптер) в нестандартной линии передач, после чего проводят измерение параметров каскадного соединения испытуемого устройства и цепей, отнесенных к полученной комплексной 12-компонентной модели переходов (или искажающего адаптера), и затем проводят процедуру математического исключения искажающего адаптера, описанного комплексной 12-компонентной моделью, для пересчета результатов измерений к физическим границам исследуемого устройства и вычисления его S-параметров.The claimed technical result is achieved due to the fact that in the method of measuring S-parameters when measuring using a vector network analyzer according to the present invention, the vector network analyzer is calibrated in a standard transmission line to obtain a 12-component model of a distorting adapter in a standard transmission line, taking into account switching instability (switching terms), after that, an LR calibration procedure is carried out to obtain an 8-component model of a distorting adapter in a non-standard transmission line, then a recalculation procedure is carried out from an 8-component model in a non-standard transmission line and a 12-component model in a standard transmission line to a complex 12 -component model describing the transitions (or distorting adapter) in a non-standard transmission line, after which the parameters of the cascade connection of the device under test and the circuits related to the resulting complex 12-component transition model (or distorting adapter) are measured, and then, the procedure of mathematical elimination of the distorting adapter described by the complex 12-component model is carried out to recalculate the measurement results to the physical boundaries of the device under study and calculate its S-parameters.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 представлено графическое описание 12-ти компонентной модели переходов (искажающего адаптера) в стандартной линии передач, где «А» - исследуемое устройство, «S» с различными индексами - S-параметры исследуемого устройства А, «Е» с различными индексами - параметры модели переходов (искажающего адаптера), «а» с различными индексами - комплексные амплитуды падающих волн на соответствующих участках цепи, «b» с различными индексами - комплексные амплитуды прошедших (отраженных) волн на соответствующих участках цепи.On FIG. 1 shows a graphical description of a 12-component transition model (distorting adapter) in a standard transmission line, where "A" is the device under study, "S" with different indices are the S-parameters of the device A under study, "E" with different indices are the parameters of the model transitions (distorting adapter), "a" with different indices - the complex amplitudes of the incident waves in the corresponding sections of the circuit, "b" with different indices - the complex amplitudes of the transmitted (reflected) waves in the corresponding sections of the circuit.
На Фиг. 2 представлено графическое пояснение процедуры калибровки методом LR, где «ИУ» - исследуемое устройство, а величины М с различными индексами - результаты измерения, получаемые в ходе калибровки методом LR.On FIG. 2 is a graphical explanation of the LR calibration procedure, where "DUT" is the device under test, and the M values with different indices are the measurement results obtained during the LR calibration.
На Фиг. 3 представлено графическое описание 8-компонентной модели переходов (искажающего адаптера) в нестандартной линии передач, рассчитанной по результатам калибровки методом LR, где «А» - исследуемое устройство, «X» и «Y» - входные и выходные цепи перехода (искажающего адаптера) соответственно, «S» с различными индексами - S-параметры исследуемого устройства А, «е» с различными индексами - параметры модели перехода (искажающего адаптера), «а» с различными индексами - комплексные амплитуды падающих волн на соответствующих участках цепи, «b» с различными индексами - комплексные амплитуды прошедших (отраженных) волн на соответствующих участках цепи.On FIG. Figure 3 shows a graphical description of an 8-component model of transitions (distorting adapter) in a non-standard transmission line, calculated from the results of the calibration by the LR method, where "A" is the device under study, "X" and "Y" are the input and output circuits of the transition (distorting adapter) respectively, "S" with different indices - S-parameters of the device under study A, "e" with different indices - parameters of the transition model (distorting adapter), "a" with different indices - complex amplitudes of the incident waves in the corresponding sections of the circuit, "b" with different indices - the complex amplitudes of the transmitted (reflected) waves in the corresponding sections of the circuit.
На Фиг. 4 представлено графическое описание математической модели переходов (искажающего адаптера), включающей одновременно результаты расчета 12-ти компонентной модели переходов (искажающего адаптера) в стандартной линии передач и результаты расчета 8-компонентной модели переходов (искажающего адаптера) в нестандартной линии передач, где все обозначения соответствуют обозначениям, принятым на фиг. 1 и фиг. 3.On FIG. 4 shows a graphical description of the mathematical model of transitions (distorting adapter), which simultaneously includes the results of calculating a 12-component transition model (distorting adapter) in a standard transmission line and the results of calculating an 8-component transition model (distorting adapter) in a non-standard transmission line, where all designations correspond to the notation adopted in Fig. 1 and FIG. 3.
На Фиг. 5 представлено графическое описание комплексной 12-компонентной модели переходов (искажающего адаптера) в нестандартной линии передач, где «A» - исследуемое устройство, «S» с различными индексами - S-параметры исследуемого устройства А, «Е» с различными индексами - параметры модели переходов (искажающего адаптера), «а» с различными индексами - комплексные амплитуды падающих волн на соответствующих участках цепи, «b» с различными индексами - комплексные амплитуды прошедших (отраженных) волн на соответствующих участках цепи.On FIG. Figure 5 presents a graphical description of a complex 12-component model of transitions (distorting adapter) in a non-standard transmission line, where "A" is the device under study, "S" with different indices are the S-parameters of the device A under study, "E" with different indices are the parameters of the model transitions (distorting adapter), "a" with different indices - the complex amplitudes of the incident waves in the corresponding sections of the circuit, "b" with different indices - the complex amplitudes of the transmitted (reflected) waves in the corresponding sections of the circuit.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Заявленный способ в общем случае реализуют следующим образом в следующей последовательности этапов:The claimed method is generally implemented as follows in the following sequence of steps:
1) До процедуры LR-калибровки дополнительно проводят калибровку векторного анализатора цепей в стандартной линии передачи (к примеру, в коаксиальном тракте для большинства векторных анализаторов цепей), т.е. осуществляют первый этап калибровки. При этом для калибровки векторного анализатора цепей в стандартной линии передачи (коаксиальном волноводе) может быть использован любой из известных алгоритмов получения 12-компонентной модели искажающего адаптера, учитывающих нестабильность переключения (switching terms), к примеру, алгоритмы TOSM или SOLT [4]. При этом нагрузки, используемые при калибровке векторного анализатора цепей, подключают к первому и второму портам векторного анализатора цепей, используемым на дальнейших этапах для подключения переходов и исследуемых двухпортовых устройств. На данном этапе допускается перенос плоскости калибровки, т.е. подключение калибровочных нагрузок (мер) через дополнительные цепи (соединительные кабели, направленные ответвители, инжекторы питания и др.), без перехода на нестандартные линии передач. Получаемая по результатам первого этапа калибровки модель искажающего адаптера, описываемая 12-ти компонентной моделью, представлена на Фиг. 1.1) Before the LR calibration procedure, the vector network analyzer is additionally calibrated in a standard transmission line (for example, in a coaxial path for most vector network analyzers), i.e. carry out the first stage of calibration. In this case, to calibrate a vector network analyzer in a standard transmission line (coaxial waveguide), any of the known algorithms for obtaining a 12-component distorting adapter model that takes into account switching terms, for example, the TOSM or SOLT algorithms [4], can be used. In this case, the loads used in the calibration of the vector network analyzer are connected to the first and second ports of the vector network analyzer, which are used in further stages to connect junctions and two-port devices under study. At this stage, the transfer of the calibration plane is allowed, i.e. connection of calibration loads (measures) through additional circuits (connecting cables, directional couplers, power injectors, etc.), without switching to non-standard transmission lines. The distorting adapter model obtained from the results of the first calibration stage and described by the 12-component model is shown in Fig. one.
2) Подключают к первому и второму портам векторного анализатора цепей, в плоскости которых проводилась калибровка на первом этапе, переходы со стандартной линии передачи (например, коаксиальные 50-Омные разъемы портов векторного анализатора цепей) на нестандартную линию передач.2) Connect to the first and second ports of the vector network analyzer, in the plane of which the calibration was carried out in the first stage, transitions from a standard transmission line (for example, coaxial 50-ohm connectors of the ports of the vector network analyzer) to a non-standard transmission line.
3) Проводят процедуру LR-калибровки (второй этап калибровки) (Фиг. 2), близкую в процедуре, проводимой в способе-прототипе, которую, однако дополняют расчетом уточненных коэффициентов отражения мер отражающих стандартов. Так, при LR-калибровке последовательно измеряют параметры длинной линии длиной L, отражающего стандарта длиной L/2 и испытуемого устройства, находящегося от переходов на расстоянии L/2.3) Carry out the LR calibration procedure (second stage of calibration) (Fig. 2), similar to the procedure carried out in the prototype method, which, however, is supplemented by the calculation of the refined reflectances of the measures of reflective standards. Thus, during LR calibration, the parameters of a long line of length L, a reflecting standard of length L/2, and a device under test located at a distance of L/2 from the junctions are successively measured.
Далее по результатам проведенных измерений восстанавливают 8-компонентную модель переходов (искажающего адаптера) (Фиг. 3).Further, according to the results of the measurements, an 8-component model of transitions (distorting adapter) is restored (Fig. 3).
Модель искажающего адаптера при LR-калибровке описывается двумя матрицами рассеяния:The distorting adapter model in LR calibration is described by two scattering matrices:
где 
Расчет параметров 8-компонентой модели переходов (искажающего адаптера) на втором этапе калибровки проводят в следующей последовательности:The calculation of the parameters of the 8-component transition model (distorting adapter) at the second stage of calibration is carried out in the following sequence:
- Определяют направленность 
- Проводят первый шаг итерационной процедуры. Согласование источника 
- Далее проводят итерационную процедуру по нижеприведенным формулам, которая сходится на третьем-четвертом шаге:- Next, an iterative procedure is carried out according to the formulas below, which converges in the third or fourth step:
- Определяют поправки на отражение в прямом и обратном направлении по следующим формулам:- Determine the corrections for reflection in the forward and backward directions according to the following formulas:
- Уточняют коэффициенты отражения мер отражающих стандартов по следующим формулам:- Clarify the reflection coefficients of the measures of reflecting standards according to the following formulas:
где 
4) На третьем этапе калибровки дополнительно проводят процедуру пересчета от комбинированной модели переходов (или искажающего адаптера), состоящей из 8-компонентной модели в нестандартной линии передач (результат выполнения второго этапа калибровки) и 12-компонентной модели в стандартной линии передач (результат выполнения первого этапа калибровки) (Фиг. 4), к комплексной 12-компонентной модели, описывающей переход (или искажающий адаптер) в нестандартной линии передач (Фиг. 5).4) At the third calibration stage, the recalculation procedure is additionally carried out from the combined transition model (or distorting adapter), consisting of an 8-component model in a non-standard transmission line (the result of performing the second calibration stage) and a 12-component model in a standard transmission line (the result of performing the first calibration step) (FIG. 4), to a complex 12-component model describing the transition (or distorting adapter) in the non-standard transmission line (FIG. 5).
Комбинированная модель переходов (или искажающего адаптера) - 20-компонентная модель, представленная на Фиг. 4 и включающая в себя параметры, значения которых были определены на первом и втором этапах калибровки, т.е. параметры определенных ранее 8- и 12-компонентной моделей.The Combined Transition (or Distorting Adapter) model is the 20-component model shown in FIG. 4 and includes the parameters whose values were determined at the first and second stages of the calibration, i.e. parameters of previously defined 8- and 12-component models.
Комплексная 12-компонентная модель, описывающая переход (или искажающий адаптер) в нестандартной линии передач - модель, представленная на Фиг. 5 и включающая в себя все те же источники погрешности, учтенные при определении значений комбинированной модели переходов, но пересчитанная на меньшее общее число параметров модели для большего удобства ее дальнейшего использования.A complex 12-component model describing a transition (or distorting adapter) in a non-standard transmission line - the model shown in FIG. 5 and includes all the same sources of error taken into account when determining the values of the combined transition model, but recalculated for a smaller total number of model parameters for greater convenience of its further use.
Расчет параметров комплексной 12-компонентной модели искажающего адаптера проводят по следующим формулам:The calculation of the parameters of a complex 12-component model of a distorting adapter is carried out according to the following formulas:
5) Далее после завершения процедуры трехэтапной калибровки согласно предлагаемому изобретению проводят измерение параметров каскадного соединения испытуемого устройства и цепей, отнесенных к полученной комплексной 12-компонентной модели переходов (или искажающего адаптера). Данная процедура аналогичная процедуре, проводимой согласно способу-прототипу.5) Next, after completing the three-stage calibration procedure according to the invention, the parameters of the cascade connection of the device under test and circuits related to the obtained complex 12-component transition model (or distorting adapter) are measured. This procedure is similar to the procedure carried out according to the prototype method.
6) После этого проводят процедуру математического исключения адаптера для пересчета результатов измерений к физическим границам исследуемого устройства и вычисления его S-параметров с использованием следующих формул:6) After that, the procedure of mathematical elimination of the adapter is carried out to recalculate the measurement results to the physical boundaries of the device under study and calculate its S-parameters using the following formulas:
где 
С использованием приведенных выше процедур достигается заявленный технический результат, а именно повышенная точность и повторяемость результатов измерения за счет использования более полной модели искажающего адаптера при калибровке, в т.ч. с введением поправок в коэффициенты отражения используемых мер отражающих стандартов.Using the above procedures, the claimed technical result is achieved, namely, increased accuracy and repeatability of measurement results due to the use of a more complete model of the distorting adapter during calibration, incl. with the introduction of amendments to the reflection coefficients of the used measures of reflective standards.
ЛитератураLiterature
1. Glenn F. Engen, Cletus A. Hoer, Thru-Reflect-Line": An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer // IEEE Transactions Microwave Theory And Techniques, vol. MTT-27, no. 12, December 1979.1. Glenn F. Engen, Cletus A. Hoer, Thru-Reflect-Line": An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer // IEEE Transactions Microwave Theory And Techniques, vol. MTT-27, no. 12 , December 1979.
2. Лавричев О.В., Никулин С.М. LRT-метод определения параметров объектов в нестандартных направляющих системах // Журнал Датчики и системы. - М.: 2017, №8-9, с. 39-44.2. Lavrichev O.V., Nikulin S.M. LRT-method for determining the parameters of objects in non-standard guide systems // Sensors and Systems Journal. - M.: 2017, No. 8-9, p. 39-44.
3. Евсеев В.И., Никулин СМ. Способ измерения S-параметров объектов в нестандартных направляющих системах // Патент РФ на изобретение №2710514, заявка 2018138716 от 01.11.2018 г.3. Evseev V.I., Nikulin SM. Method for measuring the S-parameters of objects in non-standard guide systems // Patent of the Russian Federation for the invention No. 2710514, application 2018138716 dated 01.11.2018
4. Doug Rytting, Network Analyzer Error Models and Calibration Methods // Agilent Technologies presentation. Режим доступа: https://www.rfmentor.com/sites/default/files/NA_Error_Models_and_Cal_Methods.pdf4. Doug Rytting, Network Analyzer Error Models and Calibration Methods // Agilent Technologies presentation. Access mode: https://www.rfmentor.com/sites/default/files/NA_Error_Models_and_Cal_Methods.pdf
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2782848C1 true RU2782848C1 (en) | 2022-11-03 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017039474A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Векторных Измерений" | Method of measuring s-parameters |
| RU2710514C1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-12-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Арзамасское приборостроительное конструкторское бюро" | Method of measuring s-parameters of objects in non-standard guide systems |
| CN111579869A (en) * | 2020-04-21 | 2020-08-25 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | Reciprocal two-port network S parameter measuring method and device and terminal equipment |
| RU2753828C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Method for calibration and determination of inherent systematic errors of vector network analyser |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017039474A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Векторных Измерений" | Method of measuring s-parameters |
| RU2710514C1 (en) * | 2018-11-01 | 2019-12-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Арзамасское приборостроительное конструкторское бюро" | Method of measuring s-parameters of objects in non-standard guide systems |
| CN111579869A (en) * | 2020-04-21 | 2020-08-25 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | Reciprocal two-port network S parameter measuring method and device and terminal equipment |
| RU2753828C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Method for calibration and determination of inherent systematic errors of vector network analyser |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Статья: "Классификация и анализ методов калибровки векторных анализаторов цепей", Доклады ТУСУРа, номер 2 (24), часть 1, декабрь 2011. Understanding the Fundamental Principles of Vector Network Analysis. ApplicationNote / Agilent Technologies, Inc. 2012. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Seguinot et al. | Multimode TRL. A new concept in microwave measurements: theory and experimental verification | |
| JP2016528515A (en) | Method for calibrating inspection equipment configuration | |
| CN105445575A (en) | Optical path de-embedding method for S parameter measurement of optical device | |
| EP0234112B1 (en) | Six-port reflectometer test arrangement | |
| Martens | Multiport SOLR calibrations: performance and an analysis of some standards dependencies | |
| Hayden et al. | Calibration methods for time domain network analysis | |
| RU2782848C1 (en) | Method for measuring s-parameters | |
| JP7153309B2 (en) | Measurement method of reflection coefficient using vector network analyzer | |
| Schafer | Mismatch errors in microwave phase shift measurements | |
| Hasar | Determination of full S-parameters of a low-loss two-port device from uncalibrated measurements | |
| Ferrero et al. | Uncertainty in multiport S-parameters measurements | |
| EP0234111B1 (en) | Six-port reflectometer test arrangement | |
| Fezai et al. | Measure of reflection factor s 11 high frequency | |
| Wagner et al. | 15-Term Self-Calibration without an ideal THRU-or LINE-Standard | |
| Fujiwara et al. | Six-port type reflectometer based on reflection measurement system using a standing wave detector in the V-band | |
| Staudinger | Network analyzer calibration | |
| Preuss et al. | A Study on Low-Cost Calibration Kits for U. FL Connector Systems | |
| Stenarson et al. | A Reformulation and Stability Study of TRL and LRM Using $ S $-Parameters | |
| RU2753828C1 (en) | Method for calibration and determination of inherent systematic errors of vector network analyser | |
| Fezai et al. | Characterization of reflection and attenuation parameters of device under test by vna | |
| Lu et al. | Planar Scanning Measurement System of Material Properties Based on Free Space Method | |
| RU2778030C1 (en) | Method for determining the attenuation coefficient of the feeder line | |
| RU2771481C1 (en) | Method for vector calibration taking into account the intrinsic noise parameters of the meter | |
| Kishikawa et al. | 1-port Vector Network Analyzer Calibration Technique Using Three Lines | |
| Fezai et al. | Adverse Side Effects of Noise given rise to Vector Network Analyzer (VNA) |