vestnik Журнал "Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ)" 2411-1759 ФГБОУ ВО "Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ)" RU https://vestnik.sgugit.ru 10.33764/2411-1759-2019-24-4-306-327 Метрология и метрологическое обеспечение Обзор методов измерения S-параметров транзисторов СВЧ в режиме большого сигнала В. А. Литовченко Литовченко В. А. Н. В. Заржецкая Заржецкая Н. В. Новосибирское высшее военное командное училище, 630117, Россия, г. Новосибирск Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск 2019 24 4 306 327 © В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая, 2019 2019 В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая Эта статья дотупна по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

В диапазоне СВЧ для измерения S-параметров транзисторов широко используют методы, которые не обеспечивают адекватного измерения S-параметров транзисторов. Необходимо выявить самый эффективный метод среди методов измерения S-параметров транзисторов путем сопоставления преимуществ и недостатков рассматриваемых методов.

В статье в хронологическом порядке рассмотрены: двухсигнальный метод измерения S-параметров транзисторов, модификация этого метода и разработанный на их основе метод адекватного измерения S-параметров таких приборов. Методы реализуются коаксиальным имитатором-анализатором усилителей и автогенераторов СВЧ как в согласованных, так и в рассогласованных с нагрузками измерительных каналах этого имитатора-анализатора. Анализируется область применения и взаимосвязь рассматриваемых методов с указанием их преимуществ и недостатков. Также рассмотрена методика нормировки S-параметров транзистора и комплексных коэффициентов отражения его нагрузок, измеренных в коаксиальном измерительном тракте имитатора-анализатора, относительно микрополоскового тракта, в котором будет использован данный прибор при его эксплуатации.

 S-параметры адекватное измерение двухсигнальный метод измерения техническое задание коаксиальный имитатор-анализатор математическая модель калибровка усилители автогенераторы S-parameters adequate measurement two-signal measurement method technical specification coaxial simulator-analyzer mathematical model calibration amplifiers autogenerators Хибель М. Основы векторного анализа цепей / пер. с англ. С. М. Смоленского ; под ред. У. Филлипп. – М. : ИД МЭИ, 2009. – 500 с. Измерение S22 в «горячем» режиме с импульсными сигналами на анализаторе цепей. R&SZVA [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.rohde-schwarz.ru/439/AN001rus_Hot S22_pulse.pdf. Х-параметры: новый принцип измерений, моделирования и разработки нелинейных ВЧ и СВЧ компонентов / D. E. Root, J. Horn, L. Betts, Ch. Gillease, J. Verspecht // Контрольноизмерительные приборы и системы. – 2009. – № 2. – C. 20–24. Никулин С. М., Торгованов А. И. Измерение S-параметров СВЧ транзисторов при высоком уровне мощности методом пространственно удаленной нагрузки // Датчики и системы. – 2015. – № 4 (191). – С. 14–18. Савелькаев С. В. Методы анализа устойчивости активных СВЧ-цепей и измерения их S-параметров // Метрология. – 2005. – № 4. – С. 19–28. Mazumder S. R. Two-signal parameters of transistors // IEEE Trans. – 1978. – Vol. MTT-26, No 6. – P. 417–420. Li S. H., Bosisio R. G. Automatic analysis of two-port active microwave network // Electronics Letters. – 1982. – Vol. 18, No 24. – P. 1033–1034. Савелькаев С. В., Ромасько С. В. Способ измерения S-параметров четырехполюсников, предназначенных для включения в микрополосковый тракт // Вестник СГУГиТ. – 2017. – Т. 22, № 2. – С. 260–270. Савелькаев С. В., Ромасько С. В. Метод измерения S-параметров транзисторов на имитаторе-анализаторе усилителей и автогенераторов // Метрология. – 2017. – № 2. – С. 31–44. Теоретические основы построения имитатора-анализатора активных СВЧ-цепей / С. В. Савелькаев, С. В. Ромасько, В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая // Успехи современной радиотехники. – 2017. – № 2. – С. 50–61. Савелькаев С. В. Коаксиальное контактное устройство // Измерительная техника. – 2005. – № 5. – С. 65–68. Савелькаев С. В. Разработка и исследование методов и прецизионных средств измерения S-параметров активных СВЧ-цепей : дис. … д-ра техн. наук. – Новосибирск, 2006. – 189 с. Силаев М. А., Брянцев С. Ф. Приложение матриц и графов к анализу СВЧ устройств. – М. : Советское радио, 1970. – 248 с. Теоретические основы построения имитатора-анализатора активных СВЧ-цепей / С. В. Савелькаев, С. В. Ромасько, В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая // Вестник СГУГиТ. – 2016. – Вып. 1 (33). – С. 175–188. Теоретические основы построения имитатора-анализатора усилителей и автогенераторов СВЧ / С. В. Савелькаев, С. В. Ромасько, В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая // Известия высших заведений России. Радиоэлектроника. – 2017. – Вып. 1. – С. 63–74. Савелькаев С. В., Заржецкая Н. В. Расчет и проектирование автогенераторов СВЧ в пространстве S-параметров // Известия высших заведений России. Радиоэлектроника. – 2016. – Вып. 1. – С. 41–53. Полупроводниковые входные устройства СВЧ / под ред. В. С. Эткина. – М. : Сов. радио, 1975, Т. 1. – 344 с. Савелькаев С. В., Ромасько С. В., Литовченко В. А. Математическая модель имитатора-анализатора усилителей и автогенераторов СВЧ // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. XIII Междунар. науч. конгр. : Национ. научн. конф. «Наука. Оборона. Безопасность-2017»: сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 17–21 апреля 2017 г.). – Новосибирск : СГУГиТ, 2017. Т. 2. – С. 131–137. Савелькаев С. В., Айрапетян В. С., Литовченко В. А. Методика расчета автогенератора СВЧ в пространстве S-параметров // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. XXI Междунар. научн. конгр. : Междунар. научн. конф. «СибОптика-2014» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 8–18 апреля 2014 г.). – Новосибирск: СГГА, 2014. Т. 2. – С. 164–171. Литовченко В. А. Методы анализа устойчивости активных СВЧ-цепей и измерения их S-параметров // Вестник СГУГиТ. – 2015. – Вып. 1 (29). – С. 90–100. Савелькаев С. В., Айрапетян В.С., Литовченко В. А. Трехсекционная дрейфоводиффузионная математическая модель полевого транзистора с барьером шоттки // Вестник НГУ. Серия: Физика твердого тела, полупроводников наноструктур. – 2015. – Т. 10, № 1. – С. 57–62. Савелькаев С. В., Литовченко В. А. Способ калибровки полоскового контактного устройства // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр.: Междунар. науч. конф. «СибОптика-2015»: сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 13–25 апреля 2015 г.). – Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 3. – С. 37–41. Савелькаев С. В., Литовченко В. А. Методика расчета автогенератора СВЧ в пространстве S-параметров // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2016. – № 8. – С. 36–46. Метод анализа устойчивости активных СВЧ-цепей / С. В. Савелькаев, С. В. Ромасько, В. А. Литовченко, Н. В. Заржецкая // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «СибОптика-2016»: сб. материалов в 5 т. (Новосибирск, 13–25 апреля 2015 г.). – Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 5. – С. 224–228. Анализ высокоточных методов измерения параметров отражения в коаксиальных трактах / С. В. Владимирова, Ю. А. Пальчун [и др.] // Вестник ТГТУ. – 2012. – Т. 18, № 4. – С. 856–862. Владимирова С. В., Пальчун Ю. А., Колпаков А. В. Использование интерполирующих и экстраполирующих функций для определения межповерочного интервала коаксиальных мер // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр.: сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19–29 апреля 2010 г.). – Новосибирск : СГГА, 2010. Т. 5, ч. 2. – С. 127–129. Владимирова С. В., Пальчун Ю. А. Алгоритмические методы определения функции поправки по модулю при измерении параметров отражения // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19–29 апреля 2011 г.). – Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 5, ч. 2. – С. 261–263. Ромасько С. В. Методика определения коэффициентов интерполяции и экстраполяции СВЧ мер ослабления по модулю коэффициента отражения // ГЕО-Сибирь-2015. ХI Междунар. науч. конгр.: сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 20–24 апреля 2015 г.). – Новосибирск: СГУГиТ, 2015. Т. 5, ч. 2. – С. 127–129. Савелькаев С. В., Литовченко В. А. Вариационная методика оценки суммарной погрешности измерения имитаторв-анализаторов усилителей и автогенераторов СВЧ // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2018. XIV Междунар. науч. конгр. : «Наука. Оборона. Безопасность2018»: сб. материалов (Новосибирск, 23–27 апреля 2018 г.). – Новосибирск: СГУГиТ, 2018. Т. 1. – С. 3–12.