Способ калибровки контактного устройства

 

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ КОНТАКТНОГО УСТРОЙСТВА, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиально-полосковых переходов с контактными узлами, включающий измерение коэффициента отражения на входе и выходе контактного устройства при последовательном подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произволь/ным волновым сопротивлением ZQ , -длины которых отличаются на величину , лежащую в пределах Д/8-ЗД/8, где Д - длина волны в отрезке полосковой линии, и определение параметров контактного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно между контактными узлами коаксиально-полосковых переходов включают отрезок полосковой линии произвольной длины с произвольным известным волновым сопротивлением (Л 2о и измеряют элементы волновой матрицы передачи контактного устройства . с подключенным к нему отрезком полосковой линии, а параметры калибоу .емого контактного устройства определяют с учетом измеренных элементов матрицы передачи. 00 4 О СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) 3(59 О 01 Н 27 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3444703/18-09 (22) 05.82 (46) 07. 04. 84. Бюл. Р 13 (72) С.И.Никулин, В.В.Петров и A.Н.Салов (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. A.A.Æäàíoâà (53) 621.317 ° 341(088.8) (56) 1. Измерения 5-параметров транзисторов. Сер, "Радиоизмерительная техника"; Проспект 4.3, 1978.

2. Silva E.F, Мс.Phun М.К. Calibration of an automatic network analy.ser, using transmission 1ines of

unknown characteristic impedance, loss and dispersion, †"The Radion and

Electronic Engineers, 1978, Vol 48, Бо 5, р.227-234 (прототип f. (54)(57) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ КОНТАКТ—

НОГО УСТРОЙСТВА, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиально-полосковых переходов с контактныМи узлами, включающий измерение

-/ коэффициента отражения на входе и вы ходе контактного устройства при последовательном подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произволь,«ным волновым сопротивлением 2д длины которых отличаются на величину, лежащую в пределах Л/8-ЗЯ/8,. где

il — длина волны в отрезке полосковой линии, и определение параметров контактного устройства, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно между контактными узлами коаксиально-полосковых переходов включают отрезок полосковой линии произвольной длины с произвольным известным волновым сопротивлением

2о и измеряют элементы волновой матрицы передачи контактного устройства с подключенным к нему отрезком полосковой линии, а параметры калибоу емого контактного устройства определяют с учетом измеренных элементов матрицы передачи.

1084703

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения элементов волновой матрицы рассеяния или передачи навесных элементов и планарных неоднородностей полосковых линий передачи, Известен способ калибровки контактного устройства, при котором регистрируют комплексное отношение падающих и отраженных волн на вход- 10 ных граничных сечениях контактного устройства и тем саьым позволяют охарактеризовать волновые параметры элементов вместе с контактным устройством. Исключение влияния контакт- 5 ного устройства на результаты измерения достигается его калибровкой с .помощью известных эталонных мер f1).

Недостатком этого способа является необходимость аттестации микрополосковых нагрузок и мер волнового сопротивления.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ калибровки контактного устройства, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиальнополосковых переходов с контактными узлами,, включающий измерение коэффициента отражения на входе и выходе контактного. устройства при последовательном. подключении к нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произвольным волновым сопротивлением Z0, длины которых отличаются на величину, лежащую в пределах Д/8-ЗД/8, где il — длина волны в отрезке полосковой линии, и определении параметров контактного устройства (2 ).

Однако известный способ не обеспе-40 чивает высокую точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Для достижения поставленной цели согласно способу калибровки контактного устройства, состоящего из двух последовательно соединенных коаксиально-полосковых переходов с контактными узлами, включающему измерение коэффициента отражения на входе и выходе контактного устройства при последовательном подключении к .нему четырех разомкнутых на конце отрезков полосковых линий с произвольным волновым сопротивлением Zо, длины, которых отличаются на величину, лежащую в пределах Л/8-ЗЛ/8, где Я - длина.волны в отрезке полосковой линии, и определение параметров контактного устройства, дополнительно между контактными узлами коаксиальнополосковых переходов включают отрезок полосковой линии произвольной длины с произвольным известным вол,новым сопротивлением Z он измеряют элементы волновой матрицы передачи контактного устройства с подключенным к нему отрезком полосковой линии, а параметры калибруемого контактного устройства определяют с учетом измеренных элементов;матрицы передачи.

На чертеже приведена конструкция устройства, реализующего способ.

Способ .реализуется следующим образом.

На подложке из диэлектрического материала 1 формируются калибровочные меры в виде четырех открытых на конце отрезков полосковых линий 2, отличающихся по длине на величину

Х, проходной секции 3, в. виде отрезка полосковой линии и отрезка полосковой линии 4 с исследуемым навесным или планарным элементом 5.

Цикл выполняемых измерительных операций. разбивается на три этапа.

На первом этапе выполняется измерение коэффициентов отражения ) „ и во .входных сечениях контактного устройства при поочередном подключении первых четырех. мер — две к контактным узлам контактного устройства (р; — коэффициент отражения на первом входе, р, — на втором входе контактного устройства ), На втором этапе к контактным узлам подключается проходная секция 3, соединяющая оба входа контактного устройства и измеря,ется волновая матрица передачи (T ) контактного устройства с проходной секцией. На третьем этапе к контактным узлам подключается полосковая линия с исследуемыми элементами и измеряется волновая матрица рассеяния (S j или передачи (T") контактного устройства.

Результаты выполненных измерений позволяют рассчитать волновую матрицу ,рассеяния t S) или передачу fT) . исследуемого. элемента на границах референсных плоскостей и определить эффективную проницаемость Е ф постоянную затухания о и коэффициент отражения от открытого конца полос- ковой линии Р с заданным волновым сопротивлением

„Аь}(м .

Ф1 Р2)(Ь )+) у .-1, (.-4 2 4-Ь, C

212!Я

Zp = си.с1 (;/Ъ;) где p — - фазоВая постоянная, угол. сц.сФ (с, )Ъ„) определяется на интервале 0,2Ã!.

ЭФ 27 F0 где С - скорость света,"

I- — частота, на которой выполнялись измерения.

1084703

А,ц

t (т1) 0 б . (т21

10 где

2О (2) =((Т,) (йн)-(Т2)1((Т )-(Т ) (5н))-, Составитель P.Êóçíåöoâà

Редактор О.Санко Техред Т.,цубинчак Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1990/39 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из двух значений Езф„выбирается то, которое ближе к расчетной 1,ожидаемой ) величине ф . Соответствую:щий корень у ° используется в даль1 нейшем расчете

262 = 2 )(Я + С2, непер.

Элементы волновой матрицы передачи f A) первого четырехполюсника погрешности расчитываются следующим образом

Л„„= Г,/(С„-A„e„), Л „ =а,A«/Г„, А21 В„A11 Р А2 =С A„„/ÃТ

Злеме нты в ол новой матрицы передачи (В1 второго четырехполюсника погрешности расчитываются аналогично с использованием формул для A „, В„ и С„

25 с той лишь разницей, что о;- необходимо заменить на Я;, а индексы 1 на 2.

В 1 = 1 (2 2 2 2 1 " 30

В 22 = С2 В1 1 /Г1 . Коэффициент отражения Г от открытого конца полосковой линии определяется из соотношения

-зе, „„С„.-В„В, Г„=+ „"„0-Т„"

g g+ j K y

Знак + или .-. надо выбирать т.ак, чтобы выполнялось условие ))(Е(Г1 j) О.

По известным матрицам (ТЧ илй (5 ) и Т-матрицам четырехполюсников. погрешности EA) и EB).вычисляется (Т) либо (5 | — матрица измеряемого элемента 45

И=РЗ "jT"j(8j "; где fA1 ", (В.(" — обратные Т-матрица четырехполюсников погрешности, а

После расчета Х либо S - матриц исследуемых объектов, их волновые параметры могут„,быть охарактеризованы по любым референсным плоскостям (например, на граничных сечения элементов ) с помощью известного преобразования (Т 1и (Sg и заданных смещений референсных плоскостей.

Выбор удлинеййя 2 и частот F, йа которых выполняют измерения, осуществляется с помощью соотношений

F< c22F F, f/cc откуда следует, что отношение верхней F< и нижней Рн границ частного диапазона составляет величину

F,/F„< 3.

Преимуществом предлагаемого способа измерения СВЧ элементов по сравнению с известными является отсутствие какой-либо априорной информации о параметрах используемых калибровочных мер, и возможность, а также получение более точной информации не только об исследуемом элементе, но и о тракте, в котором он установлен ° Точность калибровки контактного устройства предлагаемым методом определяется лишь точностью измерения комплексного отношения обратной и прямой волны на граничных сечениях контактного устройства постоянством поперечных размеров полосковой линии и диэлектричес» кой проницаемости используемых подложек, а также воспроизводимостью характеристик контактного устройства при смене калибровочных мер.