ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2019, № 8 · МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЗАДАЧАХ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Автоматизация процедуры определения комплексных параметров микроволновых устройств на основе квадратурного способа измерения

Ю.Б. Гимпилевич1,2, С.Е. Зебек1,2

1 Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия
2 Sevastopol State University, Россия
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.8.1 УДК 621.317 EDN JBBZNG

Аннотация

Предложена новая структура автоматического измерителя комплексных параметров микроволновых двухполюсников на основе квадратурного способа измерения. Измеритель построен на основе двух квадратурных детекторов с инвариантными входами. Разработана математическая модель измерительной процедуры, которая представляет собой избыточную систему нелинейных измерительных уравнений. Предложен алгоритм аналитического решения системы измерительных уравнений и получены формулы для точного определения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения и уровня падающей мощности в СВЧ тракте. Показана целесообразность использования численного решения системы нелинейных измерительных уравнений, которое обеспечивает минимизацию среднеквадратической ошибки в случае наличия невязок в этой системе, порождаемых погрешностями измерительной процедуры.

  • квадратурный метод измерения
  • комплексный коэффициент отражения
  • амплитудное распределения поля
  • фазовое распределение поля
  • квадратурный детектор
  • quadrature measurement method
  • complex reflection coefficient
  • amplitude field distribution
  • phase field distribution
  • quadrature detector
Abstract (in English)

Automation of the procedure for determining the complex parameters of microwave devices based on the quadrature measurement method

A new structure for an automatic meter of complex parameters of microwave two-terminal networks based on a quadrature measurement method is proposed. The meter is designed on the basis of two quadrature detectors with invariant inputs. A mathematical model of a measurement procedure as a redundant system of nonlinear measurement equations is developed. An algorithm for analytic solution of the system of measuring equations is proposed. Formulas for the exact determination of the modulus and argument of the complex reflection coefficient and the incident power level in a microwave path are obtained. An applicability of the numerical solution of the nonlinear measuring equations system is shown for minimization of a square error in case of residuals, which present in the system because of the errors of the measurement procedure.

Для цитирования

Гимпилевич Ю.Б., Зебек С.Е. Автоматизация процедуры определения комплексных параметров микроволновых устройств на основе квадратурного способа измерения // Журнал радиоэлектроники. – 2019. – № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.8.1

Литература

  1. Данилин А.А. Измерения в технике СВЧ / А. А. Данилин - М.: «Радиотехника», 2008. - 184 с
  2. Дворашкин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворашкин - М.: Радио и связь, 1993. - 320 с.
  3. Бондаренко И.К., Дейнега Г.А., Маграчев З.В. Автоматизация измерений параметров СВЧ трактов / И.К. Бондаренко, Г.А. Дейнега, З.В. Маграчёв. - М.: Сов. радио, 1969. - 304 с
  4. Гимпилевич Ю.Б., Зебек С.Е. Квадратурный метод измерения комплексных параметров СВЧ-двухполюсников / Ю.Б. Гимпилевич, С.Е. Зебек // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019. № 1. - С. 29 - 38.
  5. Пат. 2683804 Российская Федерация, МПК G01R 27/28. Способ определения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения микроволнового двухполюсника / Гимпилевич Ю.Б., Зебек С.Е. Заявитель и патентообладатель ФГАООУ ВО «Севастопольский государственный университет». - № 2018108378; заявл. 06.03.2018; опубл. 02.04.19, Бюл. № 10. - 18 с.
  6. Пат. 189436 Российская Федерация, МПК G01R 26/06. Устройство для измерения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения микроволнового двухполюсника / Гимпилевич Ю.Б., Зебек С.Е. Заявитель и патентообладатель ФГАООУ ВО «Севастопольский государственный университет». - № 2018128676; заявл. 03.08.2018; опубл. 22.05.19, Бюл. № 15. - 18 с.
  7. Gimpilevich Yu.B., Zebek S.E. Automation of the quadrature method of measurement complex parameters of microwave nodes// Proceedings of the 28th International Conference "Microwave & Telecommunication Technology, CriMiCo-2018". Sevastopol, Crimea, September 9-15, 2018. - c. 1286-1292.
  8. Quadrature Demodulator ADL5382 [Электронный ресурс]. URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADL5382.pdf. Дата обращения 15.07.2019.
  9. Gimpilevich Yu.B., Zebek S.E. Mathematical model of the quadrature method of measuring the reflection coefficient based on the demodulator with symmetrical inputs// Proceedings of the 27th International Conference "Microwave & Telecommunication Technology, CriMiCo-2017". Sevastopol, Crimea, September 10-16, 2017. - pp. 857-859.
  10. Gimpilevich Yu.B., Zebek S.Е. The mathematical model of a complex reflection coefficient measuring instrument based on a method of direct frequency conversion. Proceedings of the 24th IEEE International Conference "Microwave & Telecommunication Technology, CriMiCo-2014". - Sevastopol, Crimea, Russia, September 7-13, 2014. - Vol. 2. - pp. 882-883.
  11. Гимпилевич Ю.Б. Измерение и контроль параметров микроволновых трактов / Ю.Б. Гимпилевич - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2009. - 296 с.
  12. Gimpilevich Yu.B., Zebek S.E. Experimental research of amplitude and phase field distribution in the transmission line with using of quadrature processing// Proceedings of the 25th International Conference "Microwave & Telecommunication Technology, CriMiCo-2015". Sevastopol, Crimea, September 6-12, 2015. - pp. 857-859.