Введення
За останні 10-15 років в області вимірювання параметрів багатополюсників на СВЧ досягнуті значні успіхи. Істотно зросла швидкість і точність вимірювань, з'явилася можливість вимірювати такі параметри СВЧ трактів, які раніше були недоступні для вимірювань. Основою цих успіхів послужили розробка нових способів вимірювань, створення вимірювальної апаратури з використанням мікропроцесорів, призначеної для роботи з ЕОМ.
Одними з найбільш точних приладів для вимірювання НВЧ трактів є векторні аналізатори ланцюгів (ВАЦ). Ланцюги, які можуть бути проаналізовані за допомогою ВАЦ, мають широкий діапазон застосувань, починаючи від простих пристроїв, таких як фільтри і підсилювачі, і закінчуючи складними модулями, використовуваними в системах телекомунікації. Векторний аналізатор ланцюгів являє собою одну з найбільш складних частин багатоцільового випробувального обладнання в області високочастотної (ВЧ) і надвисокочастотної (НВЧ) радіотехніки. [1,2]
Метою даної роботи є розробка та дослідження моделі роздільник падаючих і відбитих хвиль на основі спрямованого моста.
1. Аналітичний огляд літератури
1.1 Теоретичні основи вимірювання комплексних коефіцієнтів відбиття і передачі
Різні типи СВЧ пристроїв можна описати за допомогою падаючих і відбитих хвиль, які поширюються в підключених до них лініях передач. У цьому випадку одним з основних способів опису СВЧ ланцюгів є хвильова теорія, яка пов'язує між собою падаючі і відбиті хвилі за допомогою комплексної матриці розсіювання, що описується узагальненим рівнянням:
, (1.1)
де b - вектор відбитої хвилі;
S - матриця S-параметрів N-полюсніка;
a - вектор падаючої хвилі.
У разі однопортових пристрої вимірювання коефіцієнта відбиття не викликає істотних проблем.
Малюнок 1.1 - однопортових пристрій з падаючої і відображеної хвилями
Розглянемо способи вимірювання коефіцієнта відбиття стосовно однопортових пристрою з двома підводжувальними лініями (рис. 1.1). Ми будемо розрізняти у підвідних лініях передачі падаючі хвилі і відбиті хвилі. Падаюча хвиля поширюється від аналізатора до випробуваному пристрою. Відбита хвиля поширюється в протилежному напрямку: від випробуваного пристрою назад в аналізатор.
Величина відбитої хвилі залежить від значення коефіцієнта відбиття досліджуваного пристрою. Коефіцієнт відображення Г зазвичай є комплексною величиною і являє собою відношення відбитої хвилі до падаючої хвилі:
(1.2)
Також можливе обчислення через комплексний імпеданс z досліджуваного пристрою. При опорному (хвильовому) імпедансі, зазвичай рівному, безрозмірний нормований імпеданс визначається формулою. Нормований імпеданс використовується для визначення комплексного коефіцієнта відбиття за формулою [3]:
(1.3)
Однак у многопортовие пристроях, крім відбиття від кожного порту, існує проходження сигналу між портами в прямому і зворотному напрямках. У разі чотириполюсника матриця S-параметрів має вигляд:
,
де s 11 і s 22 - коефіцієнти відображення входу і виходу;
