Измерение рассчитанных плат с мостами Вилкинсона на VNA, Измерение на VNA произвольных импедансов с минимальным отражением Опции

[Stefan1]

Добрый день. Помогите пожалуйста с проблемой:
Необходимо сравнить расчет моста Вилкинсона в Microwave office (рис. ниже) с реальным измерением данных расчитанных плат на анализаторе цепей. Необходимо измерить |S23|, |S21| и |S31|. Мост используется для сложения двух мощных транзисторов в S-диапазоне частот. Но возникает проблема: VNA измеряет с 50-ти омными портами, а мне нужно подставлять в порты 2 и 3 импеданс транзистора (например, Z=1-j4). Есть идея использовать для этого калибровочные наборы, трансформирующие 50 ом в необходимый импеданс и затем производить TRL калибровку всей оснастки включаяэти наборы, но уж больно это сложно.
Кто-нибудь сталкивался с такой проблемой?
Или же вопрос можно переформулировать: как измерять на VNA произвольные импедансы (порядка Z=1-j4) с минимальным отражением?


Сообщение отредактировал Stefan1 - May 4 2017, 13:24

[Hale]

Характеристика Баттерворта никакого отношения к рассматриваемым переходам не имеет.

ну как же не имеет. очень даже имеет. - как импедансы расставите по длине, так и волна(ripple) в полосе пропускания будет, и границы полосы. это-ж фильтр по сути, с множеством полюсов. И когда вы расчитываете ступеньки импедансов - вы все равно их рассчитываете относительно четвертьволны. Даже если вы укоротите ступеньки асимптотически до плавного преехода, вы их должны укорачивать пропорционально четвертьволны.
Вот вам пример ошибки неучтенного нелинейного укорочения волны: https://www.microwaves101.com/encyclopedias...pfenstein-taper. Чем полосок шире - тем больше поле втянуто в диэлектрик - тем ближе e_eff к e_diel и дальше от арифметически-среднего с воздухом.

Не подскажите: на резком переходе с 50-ти ом на подвыводную площадку возникает последовательная или параллельная емкость? Какая эквивалентная схема получается с резким переходом по сравнению с более плавным?

насколько я себе представлял, токи текут поперек, не накручивая длины вдоль волнового вектора (т.к. токи противонаправлены и поперечные вектора компенсируются... хотя в гиротропной среде это не работает), т.о. накапливается энергия в последовательной эквивалентной емкости, вставленной между двумя параллельными погонными емкостями разных полосков. Соотв. параллельная емкость делит индуктивную реактивность полоска, уменьшая вещественный импеданс. А паразитная последовательная добавляет к вещественному импедансу мнимую часть которую вы увидите на VNA на круговой диаграмме S22. Ее придется компенсировать, например шлейфами. Но они узкополосны. Впрочем, и паразитная емкость наверное тоже...
Так что можем только надеятся что это у вас ошибка расчета.

В остальных случаях выгоднее использовать плавные переходы, так как они получаются значительно короче и, следовательно, имеют меньшие потери.

тут какая-то ошибка. Плавный переход не может быть короче четвертьволновой ступеньки. Скорее всего вы имели в виду многоступенчатые переходы, как аппроксимацию бесконечных плавных переходов.
Короче. Представьте себе плавный переход, аппроксимированный конечным числом ступенек. Добавление каждой ступеньки добавляет полюс справа и слева. Но в зависимости от ее длины меняется глубина провала S11 в этом месте. Т.о. если у вас все ступеньки будут четвертьволновые, то все провалы s11 будут хорошо опущены. Если нет - все s11 будут ограничены характеристикой единственной четвертьволновой ступеньки. Но посколькку она не совсем квадратная, то в случае экспоненты будет некоторый выигрыш, скажем. Но он должен быть больше, если вы все ступеньки согласуете по длине с четвертьволны.

А теперь посмотрим что сделал Кропфенштейн. Зная что в середине S11 и так неплохой, а страдает край полосы, он подтянул ближе к четвертьволны крайние ступеньки, отвечающие за крайние полюса.
Ну может теоретически не совсем так, но на пальцах, имхо, работает такое рассуждение.

Не знаю что там у Вас за требования. А вообще у нас есть предприятия, которые на фольгированных диэлектриках типа Rogers, Arlon, ФАФ-4Д, ФЛАН могут изготовить ПП в течении 1-2-х недель с учетом доставки по приемлемой цене.

Штучно и по приемлемой цене? это преимущественно в вашей, военной песочнице, где денег не считают. у нас военный сектор крошечный и доступен только для избранных. А на коммерческих началах такая модель изготовителям непривлекательна. особенно при высокой стоимости человекачасов (в военной сфере, особенно российской, мы знаем увы, люди дешевле патронов)