CZ2010392A3 - Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements - Google Patents

Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements Download PDF

Info

Publication number
CZ2010392A3
CZ2010392A3 CZ20100392A CZ2010392A CZ2010392A3 CZ 2010392 A3 CZ2010392 A3 CZ 2010392A3 CZ 20100392 A CZ20100392 A CZ 20100392A CZ 2010392 A CZ2010392 A CZ 2010392A CZ 2010392 A3 CZ2010392 A3 CZ 2010392A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gate
output
input
port
measuring
Prior art date
Application number
CZ20100392A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ302565B6 (en
Inventor
Hoffmann@Karel
Randus@Martin
Original Assignee
Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
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 Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická filed Critical Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Priority to CZ20100392A priority Critical patent/CZ2010392A3/en
Publication of CZ302565B6 publication Critical patent/CZ302565B6/en
Publication of CZ2010392A3 publication Critical patent/CZ2010392A3/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Mericí systém obsahuje vektorový analyzátor (5) obvodu, který má prepínatelnou první a druhou budicí bránu (1,4) pro pripojení pasivní cásti mericího systému. Pasivní cást je tvorena vstupním ctyrbranem (100), jehož první vstupní brána (21, 31) je pripojena k první budicí bráne (1) a druhá vstupní brána (20, 30) ke druhé budicí bráne (4). Jeho první výstupní brána (23, 33) je propojena s první výstupní bránou (11) referencního trojbranu (6), k jehož vstupní bráne (10) je pripojena referencní impedance (8). Druhá výstupní brána (22, 32) vstupního ctyrbranu (100) je propojena s první výstupní bránou (14) mericího trojbranu (7), k jehož vstupní bráne (13) je pripojena merená impedance (9). Druhá výstupní brána (12) referencního trojbranu (6) je pripojena k první vstupní bráne (27, 37) výstupního ctyrbranu (200) a druhá výstupní brána (15) mericího trojbranu (7) je pripojena ke druhé vstupní (24, 34) bráne výstupního ctyrbranu (200). První výstupní brána (26, 36) výstupního ctyrbranu (200) je pripojena k první prijímací bráne (2) vektorového analyzátoru (5) obvodu, a jeho druhá výstupní brána (25, 35) je pripojena ke druhé prijímací bráne (3) vektorového analyzátoru (5) obvodu. Mezi první vstupní bránou (21, 31) a druhou vstupní bránou (20, 30) a mezi první výstupní bránou (23, 33) a druhou výstupní bránou (22, 32) vstupního ctyrbranu (100) a mezi první vstupní bránou (27, 37) a druhou vstupní bránou (24, 34) a mezi první výstupní bránou (26, 36) a druhou výstupní bránou (25, 35) výstupního ctyrbranu (200) je izolace.The measurement system comprises a circuit vector analyzer (5) having a switchable first and second drive gate (1,4) for connecting the passive portion of the measurement system. The passive part is formed by an inlet gate (100), the first gate (21, 31) of which is connected to the first gate (1) and the second gate (20, 30) to the second gate (4). Its first output gate (23, 33) is connected to the first output gate (11) of the reference triple gate (6), to which the reference impedance (8) is connected to the input gate (10). The second output gate (22, 32) of the input square (100) is coupled to the first output gate (14) of the triple gate (7) to which the measured impedance (9) is connected to the input gate (13). The second output gate (12) of the reference triplet (6) is connected to the first input gate (27, 37) of the output quadrant (200) and the second output gate (15) of the triple gate (7) is connected to the second input (24, 34) gate output square (200). The first output gateway (26, 36) of the output quadrant (200) is connected to the first reception gateway (2) of the vector circuit analyzer (5), and its second output gateway (25, 35) is connected to the second vector gateway receiving gateway (3) (5) circuit. Between the first entrance gate (21, 31) and the second entrance gate (20, 30) and between the first exit gate (23, 33) and the second exit gate (22, 32) of the entrance door (100) and between the first entrance gate (27, 37) and the second entrance gate (24, 34) and between the first exit gate (26, 36) and the second exit gate (25, 35) of the exit gate (200) is insulation.

Description

Předkládané řešení se týká nového zapojeni měřicího systému pro měření impedancí mikrovlnných obvodových prvků, především pak extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků.The present invention relates to a new wiring of a measuring system for measuring impedances of microwave circuit elements, in particular extreme impedances of microwave circuit elements.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

K měření impedancí obvodových prvků v mikrovlnné oblasti frekvenčního spektra se používají vektorové analyzátory obvodů, které měří koeficient odrazu měřeného prvku vzhledem k referenční impedanci vektorového analyzátoru, která bývá zpravidla 50 Ω. Koeficient odrazu je dán poměrem dopadající a odražené napěťové vlny a je dán vztahem kde Zx je hodnota měřené impedance a Zo je hodnota referenční impedance vektorového analyzátoru obvodů. Při měření se naopak ze změřeného koeficientu odrazu Γχ výpočtem podle vztahu + ΓVector circuit analyzers are used to measure the impedance of circuit elements in the microwave region of the spectrum, which measure the reflection coefficient of the measured element relative to the reference impedance of the vector analyzer, which is typically 50 Ω. The reflection coefficient is given by the ratio of the incident and reflected voltage waves and is given by the relation where Z x is the value of the measured impedance and Z o is the value of the reference impedance of the vector circuit analyzer. On the other hand, the measured coefficient of reflection Γ χ is calculated by the formula + +

Z. = Zo (2) získá hodnota měřené impedance. Pro hodnoty impedancí, které jsou blízké hodnotě referenční impedance, poskytuje tato metoda dobré rozlišení hodnot impedance, nicméně pro impedance, které jsou značně menši nebo značně větší než je hodnota referenční impedance se velikost koeficientu odrazu Γχ blíží jedné a vzhledem ke vztahu (2) se i velmi malá změna hodnoty koeficientu odrazu, způsobená například vlivem neurčitosti měřeni, projeví velikou relativní změnu vypočtené hodnoty impedance. To také znamená, že i relativně velká změna impedance vyvolá jen těžko rozlišitelnou změnu v měřeném koeficientu odrazu.Z. = Zo (2) gets the measured impedance value. For impedance values close to the reference impedance value, this method provides a good resolution of the impedance values, but for impedances that are considerably smaller or significantly greater than the reference impedance value, the magnitude of the reflection coefficient Γ χ is close to one and relative to (2) even a very small change in the reflection coefficient value, caused, for example, by the measurement uncertainty, results in a large relative change in the calculated impedance value. This also means that even a relatively large impedance change will produce only a hardly distinguishable change in the measured reflection coefficient.

Z uvedeného vyplývá, že pomocí dosud známých vektorových analyzátorů obvodů s referenční impedancí 50 Ω lze relativné přesně měřit pouze impedance v rozmezí zhruba od 0,1 Ω do 10 kΩ. S ohledem na rychle se rozvíjející technologie výroby mikrovlnných komponent založených na uhlíkových nanotrubicích, jejichž impedance se pohybují zhruba od desítek do stovek ΚΩ, jsou současné vektorové analyzátory k měření hodnot takovýchto impedanci nepoužitelné.This implies that only impedances in the range of approximately 0.1 Ω to 10 kΩ can be measured relatively accurately using the known vector circuit analyzers with a reference impedance of 50 Ω. In view of the rapidly evolving technology of producing carbon nanotube based microwave components whose impedances range from tens to hundreds ΚΩ, today's vector analyzers are useless for measuring such impedance values.

Naproti tomu tzv. impedanční analyzátory určují impedanci z podílu napětí na měřeném prvku a proudu jím protékajícím. Tato metoda umožňuje měřit impedance ve větším rozsahu hodnot než je tomu u vektorových analyzátorů obvodů. Ke změřeni proudu tekoucího měřeným prvkem se používají vysokofrekvenční transformátory, které ale omezují maximální horní mez frekvenčního pásma použitelnosti této metody na zhruba 3 GHz.On the other hand, the so-called impedance analyzers determine the impedance from the ratio of the voltage on the measured element and the current flowing through it. This method makes it possible to measure impedances over a larger range of values than vector circuit analyzers. High-frequency transformers are used to measure the current flowing through the measured element, but limit the maximum upper limit of the frequency range of this method to about 3 GHz.

Jsou známy metody pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků, které využívají sčítání nebo odčítání referenčního koeficientu odrazu od koeficientu odrazu měřeného prvku a zesilování tohoto rozdílového signálu pro zvýšení citlivosti výsledné měřené veličiny na změny měřené impedance. Stejně jako v případě měření koeficientu odrazu měřeného prvku ale i u těchto metod představuje přepočet hodnot měřené veličiny na hodnoty impedance měřeného prvku konformní zobrazení, což opět vede ke snižování citlivosti měřené veličiny na změny měřené impedance pro velmi velké nebo velmi malé hodnoty impedancí.Methods for measuring extreme impedances of microwave circuit elements are known which utilize the addition or subtraction of a reference coefficient of reflection from the coefficient of reflection of a measured element and amplification of this differential signal to increase the sensitivity of the resulting measured quantity to changes in the measured impedance. As in the case of measuring the reflection coefficient of a measured element, however, the conversion of the measured values to the impedance values of the measured element represents a conformal representation, which again leads to a decrease in the sensitivity of the measured quantity to changes in the measured impedance for very large or very small impedance values.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody odstraňuje měřicí systém pro měření extrémních impedanci mikrovlnných obvodových prvků, který obsahuje vektorový analyzátor obvodů a pasivní část pro připojení referenční a měřené impedance. Podstatou nového řešení je, že vektorový analyzátor obvodů má dvě přepínatelné budicí brány, a to první a druhou budicí bránu pro připojení pasivní části měřicího systému. V případě konfigurace pro měření jak extrémně velkých, tak i extrémně malých impedancí při neměnném zapojeni systému je pasivní část tvořena na svém vstupu vstupním čtyřbranem, jehož první vstupní brána je připojena k první budicí bráně a druhá vstupní brána je připojena ke druhé budicí bráně. Jeho první výstupní brána je zde propojena s první výstupní bránou referenčního trojbranu. K vstupní bráně referenčního trojbranu je připojena referenční impedance. Druhá výstupní brána vstupního čtyřbranu je propojena s první výstupní bránou měřicího trojbranu, k jehož vstupní bráně je připojena měřená impedance. Druhá výstupní brána referenčního trojbranu je připojena k první vstupní bráně výstupního čtyřbranu, analogického se vstupním čtyřbranem. Druhá výstupní brána měřicího trojbranu je pak připojena ke druhé vstupní bráně výstupního čtyřbranu. První výstupní brána výstupního čtyřbranu je připojena k první přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů. Druhá výstupní brána výstupního čtyřbranu je připojena ke druhé přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů. Současně je mezi první a druhou vstupní bránou a mezi první a druhou výstupní bránou vstupního čtyřbranu a mezi první a druhou vstupní bránou a mezi první a druhou výstupní bránou výstupního čtyřbranu izolace.The above disadvantages are eliminated by a measuring system for measuring the extreme impedance of microwave circuit elements, which includes a vector circuit analyzer and a passive part for connecting the reference and measured impedance. The essence of the new solution is that the vector circuit analyzer has two switchable excitation gates, the first and second excitation gates for connecting the passive part of the measuring system. In the configuration for measuring both extremely large and extremely small impedances with a fixed system connection, the passive portion is formed at its input by an input quadrature whose first input gate is connected to the first driver gate and the second input gate is connected to the second driver gate. Its first output gate is here interconnected with the first output gate of the reference tri-gate. A reference impedance is connected to the input gate of the reference tri-gate. The second output gate of the input four-port is connected to the first output gate of the measuring tri-port to which the input impedance is connected. The second output gate of the reference tri-gate is connected to the first input gate of the output quad, analogous to the input quad. The second gate of the measuring tri-gate is then connected to the second gate of the exit quadrilateral. The first output gate of the output quadrilateral is connected to the first receiving gate of the vector circuit analyzer. The second output gate of the output quadrilateral is connected to the second receiving gate of the vector circuit analyzer. At the same time, there is insulation between the first and second inlet gates and between the first and second outlet gates of the inlet quad gate, and between the first and second inlet gates and between the first and second outlet gates of the outlet quad gate.

V jednom možném provedení je vstupní čtyřbran tvořen vstupním 180stupňovým hybridním členem a výstupní čtyřbran je tvořen výstupním 180stupňovým hybridním členem.In one possible embodiment, the input quadrilateral is an input 180-degree hybrid member and the output quadrature is an output 180-degree hybrid member.

imim

V jiném provedení je vstupní čtyřbran tvořen vstupním 90[s členem a výstupní čtyřbran je tvořen výstupním 90stupňovým hybridním členem.In another embodiment, the input quadrilateral is formed by an input 90 [mu] member, and the output quad is formed by an output 90-degree hybrid member.

Ve všech těchto případech může být první výstupní brána výstupního čtyřbranu k první přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů připojena přes první zesilovač se ziskem Gi > 1 a/nebo druhá výstupní brána výstupního čtyřbranu může být připojena ke druhé přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů přes druhý zesilovač se ziskem G2> 1.In all these cases, the first output quad gate may be connected to the first vector circuit analyzer receiving gate through a first amplifier with a gain of Gi> 1 and / or the second output quad gate may be connected to the second vector circuit analyzer receiving gate through a second gain amplifier G2> 1.

Referenční trojbran a/nebo měřicí trojbran mohou být tvořeny děliči výkonu a/nebo směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena a/nebo cirkulátory. V praxi však připadá v úvahu jen řešení, kdy jsou oba trojbrany identické a jsou tvořeny děliči výkonu, směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena nebo cirkulátory.The reference tri-gate and / or the measurement tri-gate may be formed by power dividers and / or directional couplers whose one gate is reflectively terminated and / or circulators. In practice, however, it is only possible to consider solutions in which the two triangles are identical and are formed by power dividers, directional couplers whose one gate is terminated without reflection or circulators.

Jiným základním provedením je měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků obsahující vektorový analyzátor obvodů a pasivní část pro připojení referenční a měřené impedance. Který měří buď extrémně velkout nebo extrémně malou impedanci. I zde má vektorový analyzátor obvodů dvě přepínatelné budicí brány, a to první a druhou budicí bránu pro připojení pasivní části měřicího systému. V případě konfigurace pro měření buď extrémně velkých,nebo extrémně malých impedancí je pasivní část na svém vstupu tvořena vstupním trojbranem, jehož vstupní brána je připojena podle požadované měřené veličiny buď k první;nebo ke druhé budicí bráně vektorového analyzátoru obvodů. První výstupní brána vstupního trojbranu je propojena s první výstupní bránou referenčního trojbranu, k jehož vstupní bráně je připojena referenční impedance. Druhá výstupní brána vstupního trojbranu je propojena s první výstupní bránou měřicího trojbranu, k jehož vstupní bráně je připojena měřená impedance. Druhá výstupní brána referenčního trojbranu je připojena k první vstupní bráně výstupního 180stupnového hybridního členu. Druhá výstupní brána měřicího trojbranu je připojena ke druhé vstupní bráně výstupního 180stupňového hybridního členu. První výstupní brána výstupního 180stupňového hybridního členu je připojena k první přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů. Druhá výstupní brána výstupního 180stupňového hybridního členu je připojena ke druhé přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů. Mezi první a druhou výstupní bránou vstupního trojbranu a mezi první a druhou vstupní bránou a mezi první výstupní a druhou výstupní bránou výstupního 180stupňového hybridního členu je izolace.Another basic embodiment is a measurement system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements comprising a vector circuit analyzer and a passive portion for connecting reference and measured impedance. Which measures either extremely large t or extremely low impedance. Here again, the vector circuit analyzer has two switchable excitation gates, the first and second excitation gates for connecting the passive part of the measuring system. In the case of a configuration for measuring either extremely large or extremely small impedances, the passive part at its input is formed by an input tri-gate whose input gate is connected to either the first according to the desired measured quantity ; or to the second driver gate of the vector circuit analyzer. The first output gate of the input tri-gate is connected to the first output gate of the reference tri-gate to which the input impedance is connected. The second output gate of the input tri-gate is connected to the first output gate of the measuring tri-gate to which the input impedance is connected. The second gate of the reference tri-gate is connected to the first gate of the output 180-degree hybrid member. The second exit gate of the measuring tri-gate is connected to the second entry gate of the output 180-stage hybrid member. The first output gate of the output 180-stage hybrid member is coupled to the first receiving gate of the vector circuit analyzer. The second output gate of the output 180-stage hybrid member is connected to the second receiving gate of the vector circuit analyzer. There is insulation between the first and second exit ports of the input tri-gate and between the first and second entrance ports and between the first exit and second exit ports of the output 180-degree hybrid member.

V jednom možném provedení je vstupní trojbran tvořen děličem výkonu. Jinou možností je, že vstupní trojbran je tvořen čtyřbranem, jehož jeden vstup je bezodrazově ukončen.In one possible embodiment, the input tri-port is a power divider. Another possibility is that the input three-port consists of a four port, whose one input is terminated without reflection.

Ve všech provedeních tohoto druhého základního zapojení může být první výstupní brána výstupního 180stupňového hybridního členu k první přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů připojena přes první zesilovač se ziskem Gi>l a/nebo druhá výstupní brána výstupního 180stupňového hybridního členu může být připojena ke druhé přijímací bráně vektorového analyzátoru obvodů přes druhý zesilovač se ziskem Gí> 1.In all embodiments of this second basic circuit, the first output gate of the output 180-degree hybrid member may be connected to the first receiving gate of the vector circuit analyzer via a first gain gain Gi> 1a / or the second output gate of the output 180-stage hybrid member may be connected to the second receiving gate of the vector analyzer circuits through a second amplifier with a gain Gi> 1.

I zde mohou být referenční trojbran a/nebo měřící trojbran tvořeny děliči výkonu a/nebo směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena a/nebo cirkulátory, přičemž praktické je řešení, kdy oba trojbrany jsou tvořeny buď směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena nebo cirkulátory.Here again, the reference tri-gate and / or the measuring tri-gate may be formed by power dividers and / or directional couplers whose one gate is reflectorlessly terminated and / or circulators, the practical solution being that both triangles are either directional couplers whose one gate is reflective terminated or circulators.

Výhodou uvedených řešeni je, že na rozdíl od známých řešeni je zde hodnota impedance určována porovnáním dvou přenosů signálů jdoucích po velmi podobných trasách z první a/nebo druhé budící brány vektorového analyzátoru do první a druhé přijímací brány vektorového analyzátoru, což umožňuje dosáhnout větší širokopásmovosti, přičemž poměr těchto přenosů je pří vhodně zvolené referenční impedanci přímo úměrný hodnotě impedance nebo admitance měřeného prvku.. Další výhodou je možnost současného měření extrémně malých i extrémně velkých impedancí při neměnném zapojení systému.The advantage of said solutions is that, unlike known solutions, the impedance value here is determined by comparing two signal transmissions following very similar paths from the first and / or the second vector analyzer drive gateway to the first and second vector analyzer receive gateways, allowing for greater broadband, the ratio of these transmissions is proportionally proportional to the impedance or admittance of the measured element at a suitably selected reference impedance. Another advantage is the possibility of simultaneously measuring extremely small and extremely large impedances with constant system wiring.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obr. 1 je uvedeno principielní schéma měřicího systému realizujícího vyvinutou metodu umožňující měření jak extrémně velkých, tak i extrémně malých impedancí při neměnném zapojení systému, a to s využitím dvou 180stupňových hybridních členů. Na obr. 2 je uvedeno obdobné zapojení, které ale využívá dvou 90stupňových hybridních členů. Obr.3 znázorňuje druhé základní provedeni, kdy lze měřit buď jen velkéznebo jen malé extrémní impedance.Figure 1 shows a schematic diagram of a metering system implementing a developed method that enables measurement of both extremely large and extremely small impedances with constant system wiring using two 180-degree hybrid members. Figure 2 shows a similar circuit but using two 90-degree hybrid members. Fig. 3 shows a second basic embodiment in which either only large z or only small extreme impedances can be measured.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 je uvedeno principielní schéma měřicího systému realizujícího vyvinutou měřicí metodu s využitím dvou 180stupňových hybridních členů, Pasivní část zde má na vstupu vstupní čtyřbran 100, který je tvořen vstupním 180stupňovým hybridním členem 18 a na výstupu je výstupní čtyřbran 200, tvořený zde výstupním 180stupňovým hybridním členem 19. Měřicí systém je určen pro měření jak extrémně velkých, tak i extrémně malých impedancí při neměnném zapojeni systému mikrovlnných obvodových prvků. Systém je zde tvořen vektorovým analyzátorem 5 obvodů, k jehož první budicí bráně 1 je připojena první vstupní brána 20 vstupního 180stupňového hybridního členu 18, a k jehož druhé budicí bráně 4 je připojena druhá vstupní brána 21 vstupního 180stupňového hybridního členu 18. První výstupní brána 23 vstupního 180stupňového hybridního členu 18 je propojena s první výstupní bránou 11 referenčního trojbranu 6, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 10 je připojena referenční impedance 8. Druhá výstupní brána 22 vstupního 1 SOstupňového hybridního členu 18 je propojena s první výstupní bránou 14 měřicího trojbranu 7, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 13 je připojena měřená impedance 9. Druhá výstupní brána 12 referenčního trojbranu 6 je připojena k první vstupní bráně 27 výstupního 180stupňového hybridního členu 19 a druhá výstupní brána 15 měřicího trojbranu 7 je připojena ke druhé vstupní bráně 24 výstupního 180stupňového hybridního členuFig. 1 shows a schematic diagram of a measuring system implementing a developed measuring method using two 180-degree hybrid members. The passive portion has an input quadrilateral 100 at its inlet, consisting of an input 180-degree hybrid member 18 and an output quadrilateral 200 at its output. The measuring system is designed to measure both extremely large and extremely small impedances with fixed circuitry of the microwave circuitry. The system consists of a vector circuit analyzer 5, to whose first driver gate 1 is connected the first input gate 20 of the input 180-stage hybrid member 18, and to the second driver gate 4 is connected the second input gate 21 of the input 180-stage hybrid member 18. The 180-degree hybrid member 18 is coupled to the first output port 11 of the reference tri-gate 6, for example, a common-mode power splitter, to whose input port 10 the reference impedance 8 is connected. A three-port measuring port 7, for example a power divider with common-phase outputs, to whose input port 13 the measured impedance 9 is connected. The second port port 12 of the reference port port 6 is connected to the first port port 27 of the output 180-stage hybrid member 9 and the second exit gate 15 of the measuring tri-gate 7 is connected to the second entrance gate 24 of the output 180-stage hybrid member

19. Signál vystupující z první výstupní brány 26 výstupního 180stupňového hybridního členu 19 je v daném příkladě zesílen prvním zesilovačem 16 s napěťovým ziskem Gi >1 a je přiveden na první přijímací bránu 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů. Signál vystupující z druhé výstupní brány 25 výstupního 180stupňového hybridního členu 19 je zde zesílen druhým zesilovačem 17 s napěťovým ziskem G2 >1 a je přiveden na druhou přijímací bránu 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů, který pak měří přenosy mezi první budicí bránou 1 a druhou budicí bránou 4 a mezi první přijímací bránou 2 a druhou přijímací bránou 3, nebo měří poměr napěťových vln na první přijímací bráně 2 a druhé přijímací bráně 3 pri buzení měřicího systému z první budicí brány 1, nebo do první přijímací brány brány ž.Zesilovač se zesílením větším než jedna se s výhodou použije pro zesílení velmi malých přenosů pro potlačení vlivu nestabilit a driftu vektorového analyzátoru.19. The signal output from the first output gate 26 of the output 180-stage hybrid member 19 is amplified in the present example by a first amplifier 16 with a voltage gain Gi > 1 and is applied to the first receiving gate 2 of the vector circuit analyzer 5. The signal output from the second output gate 25 of the output 180-stage hybrid member 19 is amplified here by a second amplifier 17 with a voltage gain G 2 > 1 and is applied to the second receiving gate 3 of the vector circuit analyzer 5, which then measures the transmissions between the first driver gate 1 and the second driver. gate 4 and between the first gate 2 and the second gate 3, or measure the voltage wave ratio at the first gate 2 and the second gate 3 when driving the measuring system from the first excitation gate 1, or into the first gate gate. greater than one is preferably used to amplify very small transmissions to suppress the effects of instabilities and drift of the vector analyzer.

Přenos T21 tohoto zapojení z první budicí brány 1 na první přijímací bránu 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů a přenos T34 z druhé budicí brány 4 na druhou přijímací bránu 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný součtu referenčního a měřeného koeficientu odrazuThe transmission T21 of this circuit from the first excitation gate 1 to the first receiving gate 2 of the vector analyzer 5 and the transmission T 34 from the second excitation gate 4 to the second receiving gate 3 of the vector analyzer 5 is then proportional to the sum of the reference and measured reflection coefficients.

T., ~G,(r„r +r j.T., ~ G, (r ' r + r j.

(3) τ„-o,(C + 1'J. W kde Gi je napěťový zisk prvního zesilovače 16, G2 je napěťový zisk druhého zesilovače Π, Γχ je koeficient odrazu měřeného prvku, příslušející měřené impedanci(3) τ „-o, (C + 1'J. W where Gi is the voltage gain of the first amplifier 16, G 2 is the voltage gain of the second amplifier Π, Γ χ is the reflection coefficient of the measured element corresponding to the measured impedance

9, tedy Zx, a rref je referenční koeficient odrazu, příslušející referenční impedanci 8, tedy Zref.9, ie Z x , ar ref is the reference reflection coefficient corresponding to the reference impedance 8, ie Z ref .

Přenos T31 tohoto zapojení z první budicí brány 1 na druhou přijímací bránou 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů a přenos Τ24 z druhé budicí brány 4 na první přijímací bránou 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný rozdílu referenčního a měřeného koeficientu odrazu τ„ (5)The transmission T31 of this circuit from the first excitation gate 1 to the second receiving gate 3 of the vector analyzer 5 and the transmission Τ 24 from the second excitation gate 4 to the first receiving gate 2 of the vector analyzer 5 is then proportional to the difference of the reference and measured reflection coefficient τ ". )

Τ„-Ο,(Γ„,-Γ,). (6)Τ “-Ο, (Γ“, - Γ,). (6)

Pokud se dají do poměru změřené koeficienty přenosu T21 s T31 a T21 sT24, resp. T34 s T31 a T34 s T24, dostane seIf the measured transmission coefficients T21 with T 31 and T21 sT 24 , resp. T34 with T31 and T34 with T 2 4, it gets

t2, τ34 t34 rref+r\t 2 , t 34 t 34 r ref + r \

T24 rref-r\ (7)T 24 r ref -r \ (6)

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije otevřený konec s koeficientem odrazu rrQf = 1, pak vztah (7) přejde naIf an open end with a reflection coefficient r rQ f = 1 is used as the reflection coefficient, then the relation (7) goes to

T T T T 1 + Γ 7 Y 1 21 1 21 _ 1 34 L34 ~ 1 1 x __ _ 1 0 /O\TTTT 1 + Γ 7 Y 1 21 1 21 _ 1 34 L 34 ~ 1 1 x __ _ 1 0 / O \

ΤΤΤΤΙ-ΓΖΥ’ 131 124 1 31 1 24 1 1 x 0 1 X což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené impedance Zx 31-ΓΖΥ ' 1 31 1 24 1 31 1 24 1 1 x 0 1 X which means that the given transmission coefficient ratios are directly proportional to the measured impedance Z x

T _2LT _2L

T 1 11T 1 11

T T T1 121 _ L34 _ V T T T J' Y ’ 124 131 124.X (9) kde Yx = 1 /Zx je hodnota měřené admitance.TT T1 1 21 _ L 34 _ VTTT J 'Y' 1 24 1 31 1 24.X (9) where Y x = 1 / Z x is the measured admittance value.

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije zkrat s koeficientem odrazu rref = -1, pak vztah (7) přejde na τ τ τ τ l-Γ Y7 *21 ~ *2i ~ *34 ~ *34 _ * * x _ 1(1ΓΒIf a short-circuit with a reflection coefficient r re f = -1 is used as the reflection coefficient, then the relation (7) goes to τ τ τ τ-τ 7 7 Y7 * 21 ~ * 2i ~ * 34 ~ * 34 _ * * x _ 1 (1ΓΒ

Τ Τ Τ Τ 1 + 1' Y z ’ *31 * 24 *31 * 24 1 Γ 1l což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené admitance Yx Τ Τ Τ Τ 1 + 1 'Y z' * 31 * 24 * 31 * 24 1 Γ 1 l which means that the given transmission coefficient ratios are directly proportional to the measured admittance Y x

T T T T1 *21 *21 *34 . 34 y _ 1(11)TTT T1 * 21 * 21 * 34 34 y _ 1 (12)

ΓΤΊ ’Ύ' rp r-p X. '* i31 i24 l31 i24zLP 'Ύ' rp rp X. '* i 31 i 24 l 31 i 24 zL

Znamená to tedy, že měřená veličina, tedy poměr přenosů, je přímo úměrná hodnotě impedance nebo admitance měřeného prvku. Měřicí systém je pak schopen měřit impedance, resp. admitance, ve výrazně větším rozsahu hodnot při větší šířce frekvenčního pásma než je tomu u ostatních měřicích metod.It means that the measured quantity, ie the ratio of transmissions, is directly proportional to the value of the impedance or admittance of the measured element. The measuring system is then able to measure impedances, resp. admittance, in a significantly larger range of values at a larger frequency bandwidth than other measurement methods.

Na obr. 2 je uvedeno principielní schéma měřicího systému realizujícího vyvinutou měřicí metodu s využitím dvou 90stupňových hybridních členů. Měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků je zde tvořen vektorovým analyzátorem 5 obvodů a pasivní částí, která má na vstupu vstupní čtyřbran 100, který je tvořen vstupním 90stupňovým hybridním členem 28 a na výstupu je výstupní čtyřbran 200, tvořený zde výstupním 90stupňovým hybridním členem 29. K první budicí bráně 1 vektorového analyzátoru 5 obvodů je připojena první vstupní brána 30 vstupního 90stupňového hybridního členu 28, a k jehož druhé budící bráně 4 je připojena druhá vstupní brána 31 vstupního 90stupňového hybridního členu 28. První výstupní brána 33 vstupního 90stupňového hybridního členu 18 je propojena s první výstupní bránou 11 referenčního trojbranu 6, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 10 je připojena referenční impedance 8. Druhá výstupní brána 32 vstupního 90stupňového hybridního členu 28 je propojena s první výstupní bránou 14 měřicího trojbranu 7, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 13 je připojena měřená impedance 9. Druhá výstupní brána 12 referenčního trojbranu 6 je připojena k první vstupní bráně 37 výstupního 90stupňového hybridního členu 29 a druhá výstupní brána 15 měřicího trojbranu 7, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, je připojena ke druhé vstupní bráně 34 výstupního 90stupňového hybridního členu 29. Signál vystupující z první výstupní brány 36 výstupního 90stupňového hybridního členu 29 je v daném příkladě opět zesílen prvním zesilovačem 16 s napěťovým ziskem Gt a je přiveden na první přijímací bránu 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů. Signál vystupující z druhé výstupní brány 35 výstupního 90stupňového hybridního členu 29 je zesílen druhým zesilovačem 17 s napěťovým ziskem G2 a je přiveden na druhou přijímací bránu 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů, který pak měří přenosy mezi první budicí bránou 1 a druhou budicí bránou 4 a mezi první přijímací bránou 2 a druhou přijímací bránou 3, nebo měří poměr napěťových vln na první přijímací bráně 2 a druhé přijímací bráně 3 při buzení měřicího systému z první budicí brány 1, nebo do první přijímací brány brány 2.Fig. 2 shows a principle diagram of a measuring system implementing a developed measuring method using two 90-degree hybrid members. The measuring system for measuring the extreme impedances of microwave circuit elements consists of a vector circuit analyzer 5 and a passive part which has an input quadrature 100 at the input, consisting of an input 90-degree hybrid member 28 and an output quadrature 200 output. 29. The first input gate 30 of the input 90-stage hybrid member 28 is connected to the first driver gate 1 of the vector circuit analyzer 5, and to the second driver gate 4 is the second input gate 31 of the input 90-stage hybrid member 28. is coupled to the first output gate 11 of the reference tri-gate 6, for example a power divider with common-phase outputs, to whose input gate 10 the reference impedance 8 is connected. The second output gate 32 of the input 90-stage hybrid member 28 is coupled to the first output gate 14 of the measuring tri-gate 7, for example a power divider with common-phase outputs, to whose input gate 13 the measured impedance 9 is connected. The second output gate 12 of the reference tri-gate 6 is connected to the first input gate 37 and the second output port 15 of the measuring tri-port 7, for example a power divider with common-phase outputs, is connected to the second input port 34 of the output 90-stage hybrid member 29. The signal output from the first output port 36 of the output 90-stage hybrid member 29 is amplified in this example by with a voltage gain Gt and is applied to the first receiving gate 2 of the vector circuit analyzer 5. The signal output from the second output gate 35 of the output 90-stage hybrid member 29 is amplified by a second amplifier 17 with a voltage gain G2 and is applied to the second receiving gate 3 of the vector circuit analyzer 5, which then measures the transmissions between the first drive gate 1 and the second drive gate 4 the first receiving gate 2 and the second receiving gate 3, or measure the voltage wave ratio at the first receiving gate 2 and the second receiving gate 3 when driving the measuring system from the first excitation gate 1, or into the first receiving gate 2.

Přenos T21 tohoto zapojení z první budicí brány 1 na první přijímací bránou 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů a přenos T34 z druhé budící brány 4 na druhou přijímací bránou 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný součtu referenčního a měřeného koeficientu odrazu podle rovnic (3) a (4).The transmission T 21 of this circuit from the first excitation gate 1 to the first receiving gate 2 of the vector analyzer 5 and the transmission T34 from the second excitation gate 4 to the second receiving gate 3 of the vector analyzer 5 is then proportional to the sum of the reference and measured reflection coefficients. ) and (4).

Přenos T31 tohoto zapojení z první budicí brány 1 na první-přijímací bránou 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů a přenos T24 z druhé budicí brány 4 na přijímací bránou 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný rozdílu referenčního a měřeného koeficientu odrazu podle rovnic (5) a (6)The transmission T31 of this circuit from the first excitation gate 1 to the first-receiving gate 3 of the vector analyzer 5 and the transmission T 2 4 from the second excitation gate 4 to the receiving gate 2 of the vector analyzer 5 is then proportional to the difference of the reference and measured reflection coefficients. 5) and (6)

Pokud se dají do poměru změřené koeficienty přenosu T2i s T31 a T2i s T24, resp. T34 s T31 a T34 s T24, získá se výsledný vztah (7).If the measured transmission coefficients T 2 is T 31 and T 2 is T 24 , respectively. T34 with T31 and T34 with T 24 , the resulting relationship (7) is obtained.

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije otevřený konec s koeficientem odrazu rref = 1, pak vztah (7) přejde na vztah (8) a (9), což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené impedance Zx, resp. nepřímo úměrné admitanci Yx = 1 /Zx.If an open end with a reflection coefficient r ref = 1 is used as the reference coefficient, then the relation (7) goes to the relation (8) and (9), which means that the transmission coefficient ratios are proportional to the measured impedance Z x , respectively. inversely proportional to the admittance Y x = 1 / Z x .

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije zkrat s koeficientem odrazu Ref = -1. Pak vztah (7) přejde na vztah (10) a (11), což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené admitance Zx, resp. nepřímo úměrné hodnotě měřené admitance Yx - 1/ZX.When a short-circuit with a reflection coefficient Ref = -1 is used as the reflection coefficient. P and k relationship (7) goes to relationship (10) and (11), which means that said transmission coefficient ratios are directly proportional to the measured admittance Z x , respectively. inversely proportional to the measured admittance Y x - 1 / Z X.

Znamená to tedy, že stejně jako v předchozím případě, je možné dosáhnout toho, že měřená veličina, poměr přenosů, je přímo úměrná hodnotě měřené impedance, nebo hodnotě měřené admitance. Měřici systém je pak schopen měřit impedance ve výrazně větším rozsahu hodnot při větší šířce frekvenčního pásma než je tomu u ostatních měřicích metod.Thus, as in the previous case, it is possible to achieve that the measured quantity, the transmission ratio, is directly proportional to the measured impedance value or the measured admittance value. The measuring system is then able to measure impedances over a significantly larger range of values over a larger frequency bandwidth than other measurement methods.

Na obr. 3 je uvedeno principielní schéma zjednodušeného měřicího systému realizujícího vyvinutou měřicí metodu. Na rozdíl od obr. 1 má pasivní část na vstupu místo 180stupňového hybridního členu 18 vstupní trojbran 300 tvořený např. děličem výkonu se soufázovými výstupy. Měřicí systém je určen pro měření buď extrémně velkých , nebo extrémně malých impedanci při neměnném zapojení systému mikrovlnných obvodových prvků. Systém je zde tvořen vektorovým analyzátorem 5 obvodů, k jehož první budicí bráně 1 nebo druhé budící bráně 4 je připojena vstupní brána 301 vstupního trojbranu 300. Na obr. 3 je zakreslená varianta, kdy je použita první budící brána 1 vektorového analyzátoru 5 obvodů. První výstupní brána 302 vstupního trojbranu 300 ie propojena s první výstupní bránou 11 referenčního trojbranu 6, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 10 je připojena referenční impedance 8. Druhá výstupní brána 303 vstupního trojbranu 300 je propojena s první výstupní bránou 14 měřicího trojbranu 7, například děliče výkonu se soufázovými výstupy, k jehož vstupní bráně 13 je připojena měřená impedance 9. Druhá výstupní brána 12 referenčního trojbranu 6 je připojena k první vstupní bráně 27 výstupního 180stupňového hybridního členu 19 a druhá výstupní brána 15 měřicího trojbranu 7 je připojena ke druhé vstupní bráně 24 výstupního 180stupňového hybridního členu 19. Signál vystupující z první výstupní brány 26 výstupního 180stupóového hybridního členu 19 je vdaném příkladě zesílen prvním zesilovačem 16 s napěťovým ziskem Gi >1 a je přiveden na první přijímací bránu 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů. Signál vystupující z druhé výstupní brány 25 výstupního 180stupňového hybridního členu 19 je zde zesílen druhým zesilovačem s napěťovým ziskem G2 >1 a je přiveden na druhou přijímací bránu 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů, který pak měří přenosy mezi první budicí bránou 1 a mezi první přijímací bránou 2 a druhou přijímací bránou 3, nebo měří poměr napěťových vln na první přijímací bráně 2 a druhé přijímací bráně 3 při buzení měřicího systému z první budicí brány L Zesilovač se zesílením větším nezjedná se s výhodou použije pro zesílení velmi malých přenosů pro potlačení vlivu nestabilit a driftu vektorového analyzátoru.Fig. 3 shows the principle diagram of a simplified measuring system implementing the developed measuring method. In contrast to FIG. 1, the passive portion at the inlet has, instead of the 180-degree hybrid member 18, an input tri-port 300 formed, for example, by a power divider with in-phase outputs. The measuring system is designed to measure either extremely large or extremely small impedance with fixed circuitry of the microwave circuitry. The system consists of a vector circuit analyzer 5, to which a first gate gate 1 or a second gate gate 4 is connected by an input gate 301 of the input tri-gate 300. FIG. 3 shows a variant where the first drive gate 1 of the vector circuit analyzer 5 is used. The first output port 302 of the input tri-gate 300 is coupled to the first output port 11 of the reference tri-gate 6, for example a power divider with common-phase outputs, to whose input port 10 is connected the reference impedance 8. A three-port output gate 12 is connected to a first input gate 27 of an output 180-stage hybrid member 19 and a second output gate 15 of the measuring three-port 7 is connected to the input gate 13 with the measured impedance 9. connected to the second input gate 24 of the output 180-degree hybrid member 19. The signal output from the first output gate 26 of the output 180-degree hybrid member 19 is amplified in the example by a first amplifier 16 with a voltage gain Gi> 1 and applied to the first receiving gate 2 of the vector circuit analyzer 5. The signal output from the second output gate 25 of the output 180-stage hybrid member 19 is amplified here by a second amplifier with a voltage gain G 2 > 1 and is applied to the second receiving gate 3 of the vector circuit analyzer 5, which then measures or measures the voltage wave ratio at the first receiving gate 2 and the second receiving gate 3 when driving the measurement system from the first excitation gate L A amplifier with a greater than one gain is preferably used to amplify very small transmissions to suppress instability effects and drift vector analyzer.

Přenos T2i tohoto zapojení z první budicí brány 1. na první přijímací brániu 2 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný součtu referenčního a měřeného koeficientu odrazu podle rovnice (3).The transmission T 2 of this circuit from the first excitation gate 1 to the first receiving gate 2 of the vector circuit analyzer 5 is then proportional to the sum of the reference and measured reflection coefficients according to equation (3).

Přenos T31 tohoto zapojení z první budicí brány 1 na první- přijímací bránou 3 vektorového analyzátoru 5 obvodů je pak přímo úměrný rozdílu referenčního a měřeného koeficientu odrazu podle rovnice (5)The transmission T 31 of this circuit from the first excitation gate 1 to the first receiving gate 3 of the vector circuit analyzer 5 is then directly proportional to the difference of the reference and the measured reflection coefficient according to equation (5).

Pokud se dají do poměru změřené koeficienty přenosu T21 s T31 získá se výsledný vztah (7).When put into a ratio of the measured transmission coefficients T21 T 31 obtained, the resulting equation (7).

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije otevřený konec s koeficientem odrazu Tref = 1, pak vztah (7) přejde na vztah (8) a (9), což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené impedance Zx, resp. nepřímo úměrné admitanci Yx = 1/ZX.If an open end with a reflection coefficient of Tref = 1 is used as the reference coefficient, then (7) goes to (8) and (9), which means that the transmission coefficient ratios are proportional to the measured impedance Z x and . inversely proportional to the admittance Y x = 1 / Z X.

Pokud se jako referenční koeficient odrazu použije zkrat s koeficientem odrazu rref = -1, pak vztah (7) přejde na vztah (10) a (11), což znamená, že uvedené poměry koeficientů přenosu jsou přímo úměrné hodnotě měřené admitance ZX, resp. nepřímo úměrné hodnotě měřené admitance Yx = 1/ZX.If a short-circuit with a reflection coefficient r re f = -1 is used as the reflection coefficient, then (7) goes to (10) and (11), which means that the transmission coefficient ratios are directly proportional to the measured admittance Z X , respectively. inversely proportional to the measured admittance Y x = 1 / Z X.

Znamená to tedy, že stejně jako v předchozím případě, je možné dosáhnout toho, že měřená veličina, poměr přenosů, je přímo úměrná hodnotě měřené impedance, nebo hodnotě měřené admitance. Měřicí systém v této zjednodušené verzi je pak schopen měřit impedance extrémně malé nebo extrémně velké při větší šířce frekvenčního pásma než je tomu u ostatních měřicích metod.Thus, as in the previous case, it is possible to achieve that the measured quantity, the transmission ratio, is directly proportional to the measured impedance value or the measured admittance value. The measurement system in this simplified version is then able to measure extremely small or extremely large impedances at a larger frequency bandwidth than other measurement methods.

Uvedené příklady nejsou však konečné, avšak jedná se o nejvýhodnější zapojení. Teoreticky je možné realizovat další možné varianty měřicího systému, kdy jsou referenční trojbran 6 tvořený referenčním děličem výkonu a měřicí trojbran 7 tvořený měřicím děličem výkonu děliče výkonu s protifázovými výstupy, nebo jeden z děličů má protifázové výstupy a druhý dělič výkonu má soufázové výstupy. Pokud jsou oba tyto děliče výkonu se soufázovými výstupy nebo jsou oba s protifázovými výstupy, zůstávají vztahy (3) až (11) v platnosti. Pokud je jeden z těchto děličů se soufázovými výstupy a druhý s protifázovými výstupy, součet ve vztazích (3) až (8) se změní na rozdíl a ve vztazích (8) až (11) se změní impedance na admitance. Referenční trojbran 6 a měřicí trojbran 7 může také být realizován např. pomocí směrových vazebních členů jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena případně mohou být nahrazeny cirkulátory.However, these examples are not final, but are the most advantageous engagement. Theoretically, it is possible to realize other possible variants of the measuring system, where the reference three-port 6 is formed by the reference power divider and the measuring three-port 7 is formed by the power divider of the power divider with anti-phase outputs or one of the dividers has anti-phase outputs. If both of these power dividers are with common-phase outputs or are both with counter-phase outputs, relations (3) to (11) remain valid. If one of these dividers is with common-phase outputs and the other with counter-phase outputs, the sum in relations (3) to (8) changes to difference and in relations (8) to (11) the impedance changes to admittance. The reference tri-gate 6 and the measuring tri-gate 7 can also be realized, for example, by means of directional couplers whose one gate is non-reflective terminated or can be replaced by circulators.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Měřici systém pro přímé měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků je využitelný zejména při přesném měření velmi malých a velmi velkých impedancí, jako například v případě impedancí mikrovlnných prvků vyrobených na bázi uhlíkových nanotrubic, jejichž impedance se pohybují v řádech desítek až stovek kO.The measuring system for direct measurement of extreme impedances of microwave circuit elements is particularly useful for the precise measurement of very small and very large impedances, such as in the case of impedances of microwave elements made on carbon nanotubes whose impedances range from tens to hundreds of kO.

Claims (10)

1. Měřicí systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků obsahující vektorový analyzátor (5) obvodů a pasivní část pro připojení referenční impedance (8) a měřené impedance (9),vyznačující se tím, že vektorový analyzátor (5) obvodů má dvě přepínatelné budicí brány, a to první budicí bránu (1) a druhou budicí bránu (4) pro připojení pasivní části měřicího systému, která je v případě konfigurace pro měření jak extrémně velkých, tak i extrémně malých impedancí při neměnném zapojeni systému na svém vstupu tvořena vstupním čtyřbranem (100), jehož první vstupní brána (20,30) je připojena k první budící bráně (1) a druhá vstupní brána (21,31) je připojena ke druhé budicí bráně (4) a jehož první výstupní brána (23,33) je propojena s první výstupní bránou (11) referenčního trojbranu (6), k jehož vstupní bráně (10) je připojena referenční impedance (8), přičemž druhá výstupní brána (22,32) vstupního čtyřbranu (100) je propojena s první výstupní bránou (14) měřicího trojbranu (7), k jehož vstupní bráně (13) je připojena měřená impedance (9) a druhá výstupní brána (12) referenčního trojbranu (6) je připojena k první vstupní bráně (27,37) výstupního čtyřbranu (200), analogického se vstupním čtyřbranem (100) a druhá výstupní brána (15) měřicího trojbranu (7) je připojena ke druhé vstupní (24,34) bráně/výstupního čtyřbranu (200) přičemž první výstupní brána (26,36) výstupního čtyřbranu (200) je připojena k první přijímací bráně (2) vektorového analyzátoru (5) obvodů, a druhá výstupní brána (25,35) výstupního čtyřbranu (200) je připojena ke druhé přijímací bráně (3) vektorového analyzátoru (5) obvodů, přičemž mezi první vstupní bránou (20,30) a druhou vstupní bránou (21,31) a mezi první výstupní bránou (23,33) a druhou výstupní bránou (22.32) vstupního čtyřbranu (100) a mezi první vstupní bránou (27,37) a druhou vstupní bránou (24,34) a mezi první výstupní bránou (26,36) a druhou výstupní bránou (25,35) výstupního čtyřbranu (200) je izolace.A measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements comprising a vector circuit analyzer (5) and a passive portion for connecting a reference impedance (8) and a measured impedance (9), characterized in that the vector circuit analyzer (5) has two switchable excitation gate, namely the first excitation gate (1) and the second excitation gate (4) for connecting the passive part of the measuring system, which in the configuration for measuring both extremely large and extremely small impedances with constant connection of the system (100), whose first gate (20,30) is connected to the first driver gate (1) and the second gate (21,31) is connected to the second driver gate (4) and whose first exit gate (23,33) is connected to the first output gate (11) of the reference tri-gate (6), to whose input gate (10) the reference impedance (8) is connected, wherein the second output port (22,32) of the input quadrature (100) is connected to the first output port (14) of the measuring tri-port (7), to whose input port (13) the measured impedance (9) is connected and the second output port (12) the reference tri-gate (6) is connected to the first input gate (27,37) of the output quadrature (200), analogous to the input quadrature (100) and the second output gate (15) of the measuring tri-gate (7) is connected to the second input (24,34) a gate / output quadrature (200) wherein the first output gate (26,36) of the output quadrature (200) is connected to the first receiving gate (2) of the vector circuit analyzer (5), and the second output gate (25,35) 200) is connected to the second receiving gate (3) of the vector circuit analyzer (5), wherein between the first input gate (20,30) and the second input gate (21,31) and between the first output gate (23,33) and the second output gate (22.32) of the input quadrilateral (100) and between the first input port (27,37) and the second input port (24,34) and between the first output port (26,36) and the second output port (25,35) of the output quad port (200 ) is insulation. 2. Měřicí systém podle nároku ^vyznačující se tím, že vstupní čtyřbran (100) je tvořen vstupním 180stupňovým hybridním členem (18) a výstupní čtyřbran (200) je tvořen výstupním 180stupňovým hybridním členem (19).The measuring system of claim 4, wherein the input quadrant (100) is an input 180-degree hybrid member (18) and the output quadrant (200) is an output 180-degree hybrid member (19). 3. Měřicí systém podle nároku 1?vyznačující se tím, že vstupní čtyřbran (100) je tvořen vstupním 901 stupňovým hybridním členem (28) a výstupní čtyřbran (200) je tvořen výstupním 90stupňovým hybridním členem (29).3. The measuring system of claim 1 . characterized in that the input quadrilateral (100) is formed by an input 901-stage hybrid member (28) and the output quadrature (200) is formed by an output 90-stage hybrid member (29). 4. Měřicí systém podle nároku 1 a kteréhokoli z nároků 2 nebo 3;vyznaČující se tím, že první výstupní brána (26, 36) výstupního čtyřbranu (200) je k první přijímací bráně (2) vektorového analyzátoru (5) obvodů připojena přes první zesilovač (16) se ziskem Gi>l a/nebo druhá výstupní brána (25,35) výstupního čtyřbranu (200) je připojena ke druhé přijímací bráně (3) vektorového analyzátoru (5) obvodů přes druhý zesilovač (17) se ziskem G2 > 1.The measuring system of claim 1 and any of claims 2 or 3 ; characterized in that the first output port (26, 36) of the output quadrant (200) is connected to the first receiving port (2) of the vector circuit analyzer (5) via a first amplifier (16) with a gain of Gi> 1a / 25,35) of the output quadrature (200) is connected to the second receiving gate (3) of the vector circuit analyzer (5) via the second amplifier (17) with a gain G2> 1. 5. Měřicí systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 4; vyznačující se tím, že referenční trojbran (6) a/nebo měřicí trojbran (7) jsou tvořeny směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena a/nebo děliči výkonu a/nebo cirkulátory.A measuring system according to any one of claims 1 to 4 ; characterized in that the reference tri-gate (6) and / or the measuring tri-gate (7) are formed by directional couplers whose one gate is reflectively terminated and / or by power dividers and / or circulators. 6. Měřici systém pro měření extrémních impedancí mikrovlnných obvodových prvků obsahující vektorový analyzátor (5) obvodů a pasivní část pro připojení referenční impedance (8) a měřené impedance (9)z vyznačující se tím, že vektorový analyzátor (5) obvodů má dvě přepínatelné budicí brány, a to první budicí bránu (1) a druhou budicí bránu (4) pro připojení pasivní části měřicího systému, která je v případě konfigurace pro měřeni buď extrémně velkých, nebo extrémně malých impedancí na svém vstupu tvořena vstupním trojbranem (300), jehož vstupní brána (301) je připojena podle požadované měřené veličiny buď k první budicí bráně (1);nebo ke druhé budicí bráně (4) vektorového analyzátoru (5) obvodů a jehož první výstupní brána (302) je propojena s první výstupní bránou (11) referenčního trojbranu (6), k jehož vstupní bráně (10) je připojena referenční impedance (8), přičemž druhá výstupní brána (303) vstupního trojbranu (300) je propojena s první výstupní bránou (14) měřicího trojbranu (7), k jehož vstupní bráně (13) je připojena měřená impedance (9) a druhá výstupní brána (12) referenčního trojbranu (6) je připojena k první vstupní bráně (27) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) a druhá výstupní brána (15) měřicího trojbranu (7) je připojena ke druhé vstupní bráně (24) výstupního 180stupňového hybridního členu (19), přičemž první výstupní brána (26) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) je připojena k první přijímací bráně (2) vektorového analyzátoru (5) obvodů, a druhá výstupní brána (25) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) je připojena ke druhé přijímací bráně (3) vektorového analyzátoru (5) obvodů, přičemž mezi první výstupní bránou (302) a druhou výstupní bránou (303) vstupního trojbranu (300) a mezi první vstupní bránou (27) a druhou vstupní bránou (24) a mezi první výstupní bránou (26) a druhou výstupní bránou (25) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) je izolace.A measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements comprising a vector circuit analyzer (5) and a passive portion for connecting a reference impedance (8) and a measured impedance (9) , characterized in that the vector circuit analyzer (5) has two switchable excitation a first excitation gate (1) and a second excitation gate (4) for connecting a passive part of the measuring system, which in the case of a configuration for measuring either extremely large or extremely small impedances at its input consists of an input tri-gate (300), the input gate (301) is connected to the first excitation gate (1) according to the desired measured value ; or to a second driver gate (4) of the vector circuit analyzer (5) and whose first output gate (302) is connected to the first output gate (11) of the reference tri-gate (6), to whose input gate (10) the reference impedance (8) is connected ), the second output port (303) of the input tri-gate (300) being connected to the first output port (14) of the measuring tri-port (7), to whose input port (13) the measured impedance (9) is connected and the second output port (12) the reference tri-gate (6) is connected to the first entrance gate (27) of the output 180-stage hybrid member (19) and the second exit gate (15) of the measuring tri-gate (7) is connected to the second entrance gate (24) of the output 180-stage hybrid member (19) wherein the first output gate (26) of the output 180-stage hybrid member (19) is connected to the first receiving gate (2) of the vector circuit analyzer (5), and the second output gate (2) 5) an output 180-degree hybrid member (19) is connected to a second receiving gate (3) of the vector circuit analyzer (5), wherein between the first exit gate (302) and the second exit gate (303) of the input tri-gate (300) and between the first entrance gate (27) and the second entrance gate (24) and between the first exit gate (26) and the second exit gate (25) of the output 180-stage hybrid member (19) is insulation. 7. Měřicí systém podle nároku 6fvyznačující se tím, že vstupní trojbran (300) je tvořen děličem výkonu.7. A measuring system according to claim 6 wherein f, the input three-port network (300) is a power splitter. 8. Měřicí systém podle nároku 6; vyznačující se tím, že vstupní trojbran (300) je tvořen čtyřbranem, jehož jeden vstup je bezodrazově ukončen.The measuring system of claim 6 ; characterized in that the input three-port (300) is formed by a four port, one input of which is terminated without reflection. 9. Měřicí systém podle nároku 6 a kteréhokoli z nároků 7 nebo 8;vyznačující se tím, že první výstupní brána (26) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) je k první přijímací bráně (2) vektorového analyzátoru (5) obvodů připojena přes první zesilovač (16) se ziskem Gi>l a/nebo druhá výstupní brána (25) výstupního 180stupňového hybridního členu (19) je připojena ke druhé přijímací bráně (3) vektorového analyzátoru (5) obvodů přes druhý zesilovač (17) se ziskem G2> 1.The measuring system of claim 6 and any of claims 7 or 8 ; characterized in that the first output gate (26) of the output 180-stage hybrid member (19) is connected to the first receiving gate (2) of the vector circuit analyzer (5) via a first amplifier (16) with a gain of Gi> 1a / or 25) the output 180-stage hybrid member (19) is connected to the second receiving gate (3) of the vector circuit analyzer (5) via a second amplifier (17) with a gain G 2 > 1. 10. Měřicí systém podle kteréhokoli z nároků 6 až 9; vyznačující se tím, že referenční trojbran (6) a/nebo měřicí trojbran (7) jsou tvořeny směrovými vazebními členy jejichž jedna brána je bezodrazově zakončena a/nebo děliči výkonu a/nebo cirkulátory.A measuring system according to any one of claims 6 to 9 ; characterized in that the reference tri-gate (6) and / or the measuring tri-gate (7) are formed by directional couplers whose one gate is reflectively terminated and / or by power dividers and / or circulators.
CZ20100392A 2010-05-20 2010-05-20 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements CZ2010392A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100392A CZ2010392A3 (en) 2010-05-20 2010-05-20 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20100392A CZ2010392A3 (en) 2010-05-20 2010-05-20 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ302565B6 CZ302565B6 (en) 2011-07-13
CZ2010392A3 true CZ2010392A3 (en) 2011-07-13

Family

ID=44257280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20100392A CZ2010392A3 (en) 2010-05-20 2010-05-20 Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2010392A3 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104583A (en) * 1977-08-31 1978-08-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Six-port measuring circuit
WO2006004569A2 (en) * 2004-01-15 2006-01-12 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Algorithm for estimation of multiple faults on a transmission line or waveguide
CZ301389B6 (en) * 2007-10-11 2010-02-10 Ceské vysoké ucení technické - Fakulta elektrotechnická Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20402U1 (en) * 2009-11-19 2010-01-04 Ceské vysoké ucení technické v Praze Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20403U1 (en) * 2009-11-19 2010-01-04 Ceské vysoké ucení technické v Praze Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20404U1 (en) * 2009-11-19 2010-01-04 Ceské vysoké ucení technické v Praze Measuring system for measuring extremal impedances of microwave circuit elements
CZ20405U1 (en) * 2009-11-19 2010-01-04 Ceské vysoké ucení technické v Praze Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Also Published As

Publication number Publication date
CZ302565B6 (en) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hoer A network analyzer incorporating two six-port reflectometers
CN104515907B (en) A kind of scattering parameter test system and its implementation
US20100204941A1 (en) Method and device for calibrating a network analyzer for measuring at differential connections
US20080278177A1 (en) Method for Direct Measurement of the Mixed-Mode Scattering Matrix With a Vectorial Network Analyser
US7768271B2 (en) Method for calibration of a vectorial network analyzer having more than two ports
US20090098840A1 (en) Apparatus and method for measuring the level of RF signals, and a transmitter including a wide band measurement circuit
Haddadi et al. Performance of a compact dual six-port millimeter-wave network analyzer
GB2196745A (en) Six-port reflectometer
Randus et al. A method for direct impedance measurement in microwave and millimeter-wave bands
Weidman A semiautomated six port for measuring millimeter-wave power and complex reflection coefficient
US8611845B2 (en) Enhanced flexibility coupler for RF power detection and control
El Fellahi et al. Multiport reflectometer based on subtractive mixing
CZ2007709A3 (en) Circuit arrangement for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ2010392A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Gonçalves et al. A compact impedance measurement solution for systems operating in load varying scenarios
Mann et al. Diode detector design for 61 GHz substrate integrated waveguide six-port radar systems
JP5213124B2 (en) Linear multiport system parameter measurement method and vector network analyzer measurement method
CZ2009770A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ2009772A3 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Pisani et al. A unified calibration algorithm for scattering and load pull measurement
CZ21163U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20403U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
Williams et al. Sampling-oscilloscope measurement of a microwave mixer with single-digit phase accuracy
CZ20402U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements
CZ20405U1 (en) Measuring system for measuring extreme impedances of microwave circuit elements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170520