ЭЛЕКТРОННЫЙ КАЛИБРАТОР ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ЦЕПЕЙ

Полезная модель относится к области измерительной техники, применяется для автоматической калибровки векторных анализаторов цепей (ВАЦ) при измерениях однопортовых и двухпортовых устройств, применяемых в радиоэлектронике, связи, радиолокации.
Известен электронный калибратор ВАЦ (Заявка EP №626588, МПК G01R 35/00, опубл. 30.11.1994), который содержит модуль калибровки, который состоит из блока электронно-переключаемых нагрузок, и модуль контроля, который содержит блок управления с постоянно запоминающим устройством (ПЗУ).
Недостатком известного технического решения является высокая себестоимость устройства из-за сложной конструкции и дорогостоящей технологии изготовления.
Наиболее близким к заявляемому устройству по наибольшему числу существенных признаков является электронный калибратор ВАЦ (Патент US №7054776, МПК G06F 13/24, опубл. 30.05.2006), который включает сверхвысокочастотный (СВЧ) блок электронно-переключаемых нагрузок с коаксиально-микрополосковыми переходами, входным разделительным конденсатором и конденсатором для реализации состояния короткого замыкания, датчики температуры и напряжения для температурной стабилизации СВЧ блока, регулятор мощности, платы управления с ПЗУ.
Недостатком известного технического решения является сложная коснтрукция и технология изготовления устройства, а также использование внешней термостабилизации блока СВЧ, что, в свою очередь, приводит к снижению точности калибровки, если не выдержать калибратор во включенном состоянии установленное время выхода на режим.
Основная техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, состоит в создании электронного калибратора ВАЦ, обладающего более простой конструкцией, технологией изготовления и высокой точностью калибровки.
Поставленная задача решается тем, что в электронном калибраторе векторного анализатора цепей, состоящем из сверхвысокочастотного блока с коаксиально-микрополосковыми переходами, при этом сверхвысокочастотный блок содержит интегральную схему электронно-переключаемых калибровочных однопортовых нагрузок холостого хода, короткого замыкания, согласованной нагрузки для каждого измерительного порта, двухпортовых перемычки и верификационного устройства в виде аттенюатора, разделительного входного конденсатора и конденсатора для реализации состояния короткого замыкания, согласно предложенному решению, в интегральную схему сверхвысокочастотного блока введена однопортовая дополнительная согласованная нагрузка для каждого измерительного порта, и в интегральной схеме использованы термостабильные конденсаторы большой емкости.
Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг.1 представлена структурная схема СВЧ блока электронного калибратора, а на фиг.2 - вид сверху СВЧ блока с интегральной схемой электронно-переключаемых калибровочных нагрузок и коаксиально-микрополосковыми переходами.
Интегральная схема электронно-переключаемях нагрузок СВЧ блока содержит калибровочные однопортовые нагрузку холостого хода 1 (XX), нагрузку короткого замыкания 2 (КЗ), согласованную нагрузку 3 (СН1), дополнительную согласованную нагрузку 4 (СН2), двухпортовые перемычку 5 и аттенюатор 6 (АТТ). В состав СВЧ блока входят коаксиально-микрополосковые переходы 7. Элементы интегральной схемы соединены между собой линиями передач. В интегральной схеме использованы термостабльные разделительный входной конденсатор 8 и конденсатор 9 для реализации состояния короткого замыкания большой емкости.
Принцип работы заявляемого устройства основан на использовании калибровки семейства SOLT, в которой для определения неизвестных факторов систематических погрешностей осуществляют однопортовую калибровку первого порта, однопортовую калибровку второго порта, измерение на проход. Устройство (фиг.1) использует для калибровки четыре однопортовых нагрузки для каждого измерительного порта: нагрузку холостого хода 1, нагрузку короткого замыкания 2, согласованную нагрузку 3, дополнительную согласованную нагрузку 4 и двухпортовую перемычку 5. Аттенюатор 6 подключается по окончанию автоматической калибровки для контроля калибровки. Включение необходимой калибровочной нагрузки осуществляется с помощью переключателей калибровочных нагрузок, выполненных на основе pin-диодов, управляемых постоянным током.
Для калибровки ВАЦ с использованием электронного калибратора необходимо измерить его внутренние нагрузки и создать калибровочный набор.
Калиброванным, с использованием прецизионного механического набора, ВАЦ измеряют S - параметры калибровочных нагрузок в требуемом диапазоне частот. Точность калиброванного ВАЦ, таким образом, переносится на электронный калибратор.
Программный комплекс ВАЦ управляет подключением калибровочных нагрузок к измерительным портам ВАЦ, обрабатывает измеренные данные, сравнивает их с эталонным описанием этих нагрузок, затем находит факторы систематической погрешности, которые используются для проведения коррекции последующих измерений.
К калибровочным нагрузкам для проведения корректной калибровки и обеспечения минимальной погрешности калибровки предъявляются требования по уровню модуля коэффициента отражения, разности фаз нагрузок холостого хода 1 и нагрузок короткого замыкания 2, равномерности частотной характеристики, стабильности подключения, временной стабильности нагрузок и др.
Заявляемая полезная модель, по сравнению с прототипом, обладает высокой точностью калибровки за счет использования избыточных калибровочных данных, получаемых благодаря введению в интегральную схему дополнительной согласованной нагрузки 4 для каждого измерительного порта, а также за счет температурной стабильности параметров калибровочных нагрузок, достигаемой благодаря использованию термостабильных конденсаторов 8 и 9 большой емкости.