Measuring complex of testing and calibration of power meters in the millimeter range of waves length

Приведена структура построения измерительного комплекса поверки и калибровки измерителей мощности в миллиметровом диапазоне длин волн. Рассмотрена возможность коррекции одной из доминирующих составляющих погрешности измерения мощности – погрешности рассогласования при использовании векторного анализатора цепей. The structure of the construction of the calibration measuring complex and calibration of the power meters in the millimeter wavelength range is given. The possibility of correcting one of the dominant components of the power measurement error, the mismatch error when using a vector network analyzer, is considered

Полная 16-параметрическая модель процессов калибровки и непосредственного измерения параметров четырехполюсников

A complete mathematical model for measuring the parameters of the scattering matrix for a measurement object [Sx] in the form of a four-port network is developed, in which the mathematical model of the eight-port error is described by 16 parameters of the scattering matrix [E]. In addition, in comparison with the 12-parameter model of the eight-port error network, four parameters are included, which allow taking into account leaks, parasitic transmissions of microwave modules under study (microwave microassemblies). Due to the use of matrix analysis methods, the equations in matrix form are obtained that connect the matrices of the measurement object [Sи] and the actual values of the matrix parameters [Sx], with the aim of enabling the solution of these equations instead of the scattering matrix [E] to use a transmition matrix [T] in the form of cellular matrices [Taa], [Tab], [Tba], [Tbb].Разработана полная математическая модель измерения параметров матрицы рассеяния для [Sx] объекта измерения в виде четырехполюсника, в которой математическая модель восьмиполюсника погрешностей описывается 16 параметрами матрицы рассеяния [E]. Дополнительно в сравнении с 12-параметрической моделью восьмиполюсника погрешностей включены четыре параметра, позволяющие учесть утечки, паразитные передачи при исследовании СВЧ-модулей (СВЧ-микросборок). Благодаря использованию матричных методов анализа получены урав нения в матричном виде, связывающие матрицы результатов измерений [Sи] и действительные значения параметров матрицы [Sx], при этом с целью обеспечения возможности решения этих уравнений вместо матрицы рассеяния [E] предложено использовать матрицу передачи [T] в виде клеточных матриц [Taa], [Tab], [Tba], [Tbb]

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АНАЛИЗАТОРА СПЕКТРА СВЧ-СИГНАЛОВ В ДИАПАЗОНЕ 8-18 ГГЦ

The mathematical model and universal software for spectrum analyzer microwave signals in the frequency range 8-18 GHz is developed. The partitioning on segments of the input signal, the amplitude equalization of output signal, the overlay of window function, the changing the number of sampling points is presented, all of this allowed to expand analyzing frequency bandwidth and increase the depth of the frequency resolution in the measurements.Представлена схема построения анализатора спектра СВЧ сигналов последовательного типа в диапазоне частот 8-18 ГГЦ, приводится математическая модель алгоритма функционирования и универсальное программное обеспечение измерителя, позволяющие расширить анализируемую полосу частот, изменять разрешение по частоте и повысить точность измерений

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА ГЕНЕРАТОРНЫХ МОДУЛЕЙ СВЧ

It's made an analysis of the temperature effect on the frequency instability of a generator made on the basis of a metal waveguide. In addition, the change in the electrophysical properties of the active element and the structural elements of the stabilizing resonator is estimated. Recommendations for improvement of the temperature instability of the frequency are given.Проводится анализ воздействия температуры на нестабильность частоты автогенератора, выполненного на основе металлического волновода. Оценивается изменение электрофизических свойств активного элемента и конструктивных элементов стабилизирующего резонатора. Даются рекомендации по улучшению температурной нестабильности частоты

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ЦЕПЕЙ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН

A scheme for constructing Vector Network Analyzer of transmission and reflection coefficients (parameters S21 and S11) of the homodyne type with the formation quadrature signals based on the use of multi-point hardware shifter microwave signals in the frequency range 75-110 GHz is presented, provides a mathematical model for the processing of the quadrature signals and its implementation in the programming model.Представлена схема построения векторного анализатора цепей (анализируются параметры S21 и S11) гомодинного типа с формированием квадратурных сигналов на основе использования аппаратного многопозиционного фазовращателя СВЧ-сигналов в диапазоне частот 75-110 ГГЦ, приводится математическая модель обработки квадратурных сигналов и ее реализация в программной модели

ДИСТАНЦИОННАЯ КАЛИБРОВКА ИЗМЕРИТЕЛЯ КОМПЛЕКСНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ И ОТРАЖЕНИЯ VNA 25-37

The method for remote calibration of a measuring device for complex factors of transfer VNA 2537 is presented is given in the paper. The paper also contains algorithms for calculation of uncertainty of measurements and results of experimental investigations. Представлен метод проведения дистанционной калибровки измерителя комплексных коэффициентов передачи VNA 25-37, приведены алгоритмы расчета неопределенности измерений и результаты экспериментальных исследований

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ КАЛИБРОВКИ И НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ S-ПАРАМЕТРОВ С ПОМОЩЬЮ ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ЦЕПЕЙ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН

The article describes mathematical model of calibration and S -parameter measurement processes used in millimeter wave band vector network analyzer R4-MWM-178. Assuming the specific construction of mentioned vector network analyzer the equations for calibration and measurement are provided, which allow to choose the optimal reference measures and implement algorithms of measurement data processing .В статье описана математическая модель процессов калибровки и непосредственного измерения S -параметров, используемая в векторном анализаторе цепей миллиметрового диапазона длин волн Р4-МВМ-178, разработанного в Центре 1.9 НИЧ БГУИР. С учетом особенностей конструкции векторного анализатора цепей приведены уравнения калибровки и непосредственного измерения, позволяющие осуществить оптимальный выбор рабочих эталонов мер для калибровки анализатора и реализовать алгоритмы обработки измерительной информации

Моделирование микрополосковой антенны радиовысотомера для летательного аппарата

The purpose of the article is to carry out mathematical modeling of the main characteristics and parameters of a microstrip antenna, the dielectric substrate of which is created from a domestic ceramic sample and to substantiate the use of a microstrip antenna as a transmitting and receiving antenna in a radio altimeter. It is shown that a microstrip antenna on a ceramic material substrate with a relative permittivity ε = 9.6 and a thickness of 0.2 mm has good electrical parameters in the frequency range of 31.5–33.5 GHz. Including the width of the antenna radiation pattern at the level of –3 dB is 12.5 degrees in the horizontal plane and 26.7 degrees in the vertical plane. In this case, the antenna gain is 17 dB and the level of the first side lobe is –20 dB relative to the main antenna lobe. Also the practical application of microstrip array antennas inphase as a transmitting and receiving antenna for a radio altimeter installed on aircraft is described in the article. The range of the altimeter reaches 300 m.Целью статьи является проведение математического моделирования основных характеристик и параметров микрополосковой антенны, диэлектрическая подложка которой создана из отечественного образца керамики, и обоснование применения микрополосковой антенны в качестве приемо-передающей антенны в радиовысотомере. Показано, что микрополосковая антенна имеет хорошие электрические параметры в частотном диапазоне 31,5–33,5 ГГц в случае размещения ее на подложке из керамического материала с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 9,6 и толщиной 0,2 мм. В том числе ширина диаграммы направленности антенны по уровню –3 дБ составляет 12,5 град в горизонтальной плоскости и 26,7 град в вертикальной плоскости. При этом коэффициент усиления антенны равен 17 дБ, а уровень первого бокового лепестка составляет –20 дБ относительно главного лепестка антенны. Также в статье предложено практическое применение антенной решетки синфазных микрополосковых антенн в качестве приемо-передающей антенны радиовысотомера, устанавливаемого на летательные аппараты. Дальность действия высотомера достигает 300 м

ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ ФАЗОВРАЩАТЕЛЕЙ

The principles of constructing of phase shifters with variousphase measurement methods are considered. The schemes realizing the given phase shift on the basis of strip, coaxial or waveguide lines, as well as the expressions for calculation of the given phase shift, parameters, characteristics and design features of switching diodes of the microwave range are given.Рассматриваются принципы построения фазовращателей с различными способами изменения фазы. Приводятся схемы, реализующие заданный фазовый сдвиг на основе полосковых, коаксиальных или волноводных линий, а также выражения для расчета заданного фазового сдвига, параметры, характеристики и конструктивные особенности коммутационных диодов СВЧ диапазона