www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Измерения при помощи анализатора цепей

Рисунок 1. Векторный анализатор цепей R&S®ZNA с сенсорным экраном для четрыехпортовой цепи
(любезно предоставлено компанией Rohde & Schwarz)

Рисунок 1. Векторный анализатор цепей R&S®ZNA с сенсорным экраном для четрыехпортовой цепи
(любезно предоставлено компанией Rohde & Schwarz)

Измерения при помощи анализатора цепей

Анализатор цепей (например, Рисунок 1) представляет собой измерительное устройство, предназначенное для измерения электрических характеристик высокочастотных компонентов (как пассивных, так и активных). Принцип работы анализатора цепей заключается в формировании тестового сигнала и подаче его на проверяемый элемент с последующим измерением отклика на этот сигнал. Анализатор цепей состоит из источника радиочастотного сигнала и нескольких тестовых приемников. Измерению подлежат характеристики отражения от портов и прохождения между портами проверяемого устройства в зависимости от частоты. Такие характеристики являются элементами матрицы рассеяния многополюсника, являющегося моделью проверяемого устройства. Элементы матрицы рассеяния называют параметрами рассеяния или S-параметрами (от англ. Scattering — рассеяние). S-параметры имеют амплитудную и фазовую составляющие и, тем самым, достаточно полно характеризуют проверяемое устройство. Если анализатор цепей обеспечивает измерение обеих составляющих, то его называют векторным анализатором цепей. Анализаторы цепей, способные измерять только амплитуду S-параметров, для отличения называют скалярными анализаторами цепей.

Анализаторы цепей относятся к типовому оборудованию контрольно-измерительных лабораторий. Процесс измерения с их помощью требует извлечения проверяемого устройства из места его установки и проведения исследований в лабораторных условиях. В дополнение к параметрам рассеяния (линейного), могут измеряться также и некоторые нелинейные параметры, такие как сжатие коэффициента усиления, интермодуляционные искажения или шумовые параметры.

Рисунок 2. Параметры рассеяния двухполюсника (здесь: полосовой фильтр)

Рисунок 2. Параметры рассеяния двухполюсника (здесь: полосовой фильтр)

Параметры рассеяния

Параметры рассеяния описывают поведение высокочастотных цепей, представляемых в виде многополюсников. Количество S-параметров зависит от количества полюсов модели проверяемого устройства и определяется возведением количества полюсов во вторую степень. Например, ферритовый циркулятор, представляемый в виде трехполюсника, характеризуется набором из 9 (девяти) параметров рассеяния. А полосовой фильтр (Рисунок 2) представляет собой двухполюсник и имеет один вход (порт 1) и один выход (порт 2). Набор S-параметров для него:

В пассивных цепях, таких как полосовой фильтр, недиагональные элементы матрицы рассеяния (S21 и S12) будут одинаковы. Если же цепь содержит усилительный элемент, то параметр S12 должен быть как можно меньше, а его обратная величина называется изоляцией.


Sponsors: