АНАЛИЗАТОРЫ СВЧ-ЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ МНОГОЗОНДОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ. ОБЗОР МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ (ОБЗОР)

Аннотация

Дальнейший прогресс в СВЧ-технологии неразрывно связан с созданием новых прецизионных автоматических измерительных систем. В нашей стране не выпускаются серийно векторные анализаторы СВЧ-цепей, которые могут измерять амплитудные и фазовые соотношения S-параметров исследуемых микроволновых нагрузок. Использование многополюсных рефлектомет- ров (МР) в качестве измерительных устройств в составе автоматических анализаторов цепей на СВЧ позволяет создавать относительно дешевые и высокоточные приборы для исследования пара- метров нагрузок. В статье дан обзор работ, в которых развивается метод МР, когда последний может быть представлен многозондовой измерительной линией (МИЛ). Кратко описана история развития методов измерения с помощью традиционных МР и показано, что главной проблемой их использования является калибровка рефлектометра, которая может быть проведена точно только с использованием набора прецизионных калибровочных средств. Подробно исследована МИЛ, являющаяся частным случаем МР. Показано, что случайные ошибки измерения методом МИЛ выше, чем у точно откалиброванного МР. Однако МИЛ обладает важными достоинствами, которые обсуждаются в работе. Описана стратегия повышения точности измерения с помощью МИЛ: 1) предложены оптимальные методы обработки выходных сигналов с зондов МИЛ по ме- тоду максимального правдоподобия; 2) подробно исследованы методы калибровки датчиков МИЛ и показано, что она может быть откалибрована по набору неточно известных нагрузок с парал- лельной их аттестацией, поэтому значительно снижаются систематические ошибки калибров- ки; 3) исследованы методы оптимизации конструкции МИЛ за счет расположения зондов внутри СВЧ-тракта для измерения с максимальной точностью в узком и широком диапазонах частот, а также показано, как можно измерять с потенциально достижимой точностью за счет надле- жащего выбора весовых коэффициентов у зондов МИЛ. Исследуются случайные и систематиче- ские ошибки измерения ККО СВЧ-нагрузок, а также неопределенности измерения типа A и B ме- тодом МИЛ и приводятся ссылки на соответствующие работы. В завершение рассмотрены воз- можности совместного использования методов МИЛ и МР, кратко описан комбинированный МР, который измеряет с точностью, характерной для традиционного МР, но может быть откалиб- рован по набору неизвестных нагрузок, что свойственно методу МИЛ.