Гімпілевіч Ю Б, Смайлі Ю Я Севастопольський національний технічний університет Студмістечко, м Севастополь, 99053, Україна тел: 0692-235118, e-mail: gimpil@nmru

Анотація – Розроблено алгоритм повної калібрування комутаційного перетворювача на основі його узагальненої математичної моделі Система калібрувальних рівнянь вирішена двома способами Другий спосіб має перевагою, що дозволяє проводити калібрування по набору короткозамкнутих відрізків лінії передачі

I                                       Введення

Виконавши ряд математичних перетворень (2), отримаємо

Узагальнена математична модель мікрохвильового перетворювача комутаційного типу розроблена в [1] В [2] представлені процедури калібрування перетворювача на основі спрощеного варіанту ЦІЙ моделі Цей варіант накладає певні обмеження на електричні характеристики перетворювача У ряді випадків це призводить до значних похибок визначення власних констант перетворювача Тому метою даної роботи є розробка алгоритму повної калібрування, що усуває зазначені недоліки

II                               Основна частина

На рис 1 зображена структурна схема вимірювання комплексного коефіцієнта відбиття (ККО) навантаження за допомогою мікрохвильового перетворювача комутаційного типу

Рис 1 Структурна схема вимірювання ККО

Fig 1 В1ос1 < diagram of reflection coefficient measurement

Параметричний шестіполюснік Ш, керований сигналом f {t), включений між генератором Г (плече 1) і навантаженням Н (плече 2) Вихідний сигнал датчика потужності Д (плече 3) в /-му стаціонарному СТАНІ розраховуємо відповідно до [1]

де Г – ККО вимірюваного навантаження Г, – ККО генераторного блоку £, – комплексна амплітуда хвилі, порушуємо в тракті генератором q, · і А , Β , Οι, Df – узагальнені скалярная і комплексні константи, характеризують в цілому еквівалентний параметричний шестіполюснік в / – ом стаціонарному стані відповідно

/ = 1, 2, ., N – номер стаціонарного стану N

– кількість стаціонарних станів

Співвідношення (1) являє собою нелінійну систему рівнянь, що звязує ККО вимірюваного навантаження і значення відліків вихідного сигналу датчика потужності

Уявімо вираз (1) у наступному вигляді

де а, ·, Ь, -, с, · – нові узагальнені константи, що розраховуються за формулами:

Виконані математичні операції дозволили скоротити кількість узагальнених еквівалентних констант в два рази в порівнянні з (1) Це дозволило значно спростити процедуру калібрування на основі повної математичної моделі (3)

Вплив е} виключається нормуванням всіх

рівнянь системи (3) до опорного сигналу Pq ■

де Ро = CqE}, dj = с, / з

Ця процедура вимагає формування опорного сигналу Pq, пропорційного потужності возбуждаемой генератором хвилі е}, в одному з станів перетворювача Калібрування проведемо по набору зразкових навантажень з ККО Гу, де j = 1,2, ., М

– номер зразковою навантаження М – кількість навантажень Замінивши г на Гу в (4), отримаємо систему калібрувальних рівнянь виду

Повна калібрування перетворювача закпючается у визначенні комплексних узагальнених а, -, 6, · і

скалярних d, · констант по набору зразкових мір в робочому діапазоні частот Скалярная константа d, · визначається за погодженою навантаженні Константи де фу – аргумент ККО α, ·, β, · – аргументи комплексних констант а, -, Ь, ·

Надалі приймемо кількість стаціонарних станів перетворювача рівне Л / = 4 Тоді система (6) містить 16 невідомих, для визначення яких необхідно сформувати 16 рівнянь Для цього необхідно взяти 6 зразкових мір Проведене моделювання показало, що для отримання результату в цьому випадку необхідно завдання початкових наближень з високою точністю, що є недоліком даного алгоритму

Іскпючіть зазначений недолік дозволяє введення нових змінних ах, -, ау, -, Ьх, -, Ьу, ·, що представляють

реальні та уявні частини а, -, Ь, · Після низки перетворень (6), отримаємо систему

де Xj, Yj – реальна і уявна частини ККО зразкових мір

Моделювання показало, що для вирішення системи (7) ітераційними методами досить задати поодинокі початкові наближення на шукані невідомі ах ^, ау ^, Ьх ^, Ьу ^ При цьому калібрування можна виробляти по набору короткозамкнутих відрізків лінії передачі

III                                   Висновок

Розроблено алгоритм повної калібрування параметричного мікрохвильового перетворювача на основі його узагальненої математичної моделі Наведено два способи вирішення системи калібрувальних рівнянь Показано, що другий спосіб, заснованої на введенні нових змінних (реальна і уявна частини еквівалентних констант) володіє перевагою Ця перевага за-кпючается в можливості калібрування перетворювача по набору короткозамкнутих відрізків регулярної лінії передачі

IV                            Список літератури

[1] гімпілевіч Ю Б Узагальнена математична модель вимірювального мікрохвильового перетворювача комутаційного типу / / Радіотехніка Всеукр Міжвід наук-техн СБ 2002 Вип 124 С46-50

[2] Гімпілевіч Ю Б, Смайлі Ю Я Калібрування комутаційних багатополюсних перетворювачів комплексних параметрів мікрохвильових трактів / / Радіотехніка: Всеукр Міжвід наук-техн СБ – Харків, 2003 – Вип 134 -С 250-255

ALGORITHM OF FULL CALIBRATION OF SWITCHING TRANSDUCER OF REFLECTION COEFFICIENT

Gimpilevich Yu B, Smailov Yu Ya Sevastopol National Technical University Sevastopol, 99053, Ukraine Ph : 0692-235118, e-mall: glmpll@nmru

Abstract – Full calibration algorithm based on mathematical model of switching transducer is developed The system of calibration equations is solved in two ways The second way offers advantage to make calibration procedure with a set of short circuits

I                                         Introduction

General model of switching type microwave transducer has been developed in [1] Transducer calibration procedures based on simple variant of this model have been considered in [2] That variant puts the limits on electrical parameters of transducer So, the purpose of this paper is to develop full calibration algorithm that would eliminate disadvantages mentioned above

II                                        Main Part

Measurement of complex reflection coefficient of the device under test (DUT) using switching type microwave transducer (T) is shown in Fig 1 Parametric six-pole controlled by signal f{t) is put between generator (G) and DUT Output signal power detector (PD) (port 3) in /-th fixed state is calculated according to [1]

After the number of mathematical manipulations, we obtain the system of calibration equations

Full transducer calibration implies the determination of complex general constants a,-,b,· and scalar d,· using the set of standards within operating frequency band Scalar constant

d,  · is defined by matched load Complex constants a,-,b, are

found after solving system of nonlinear equations (4)

Equation (5) can be presented as

ai, bi знаходяться в результаті рішення системи нелінійних рівнянь (5)

Після низки алгебраїчних перетворень (5), отримаємо вираз:

Here we define the number of fixed states of transducer equal Л / = 4 Simulation shows that in order to obtain good results it is necessary to define initial values ​​with high precision

In order to eliminate the disadvantage mentioned one should introduce new variables aXj,ayj,bXj,byj Finally the system

(5)  can be rewritten

III                                       Conclusion

Algorithm of parametric transducer full calibration based on general mathematical model has been developed Two ways for solving calibration equations’ systems have been proposed It is shown that the second way based on introduction of new variables (real and imaginary parts of equal complex constants) has a number of advantages

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р