Елена Александровна Лупанова
Нижний Новгород
Elena A. Lupanova
Nizhny Novgorod
Сергей Михайлович Никулин
Нижний Новгород
Sergey M. Nikulin
Nizhny Novgorod
Предложен способ измерения волнового сопротивления микрополосковой линии передачи векторным анализатором цепей. Проблема определения частотной зависимости волнового сопротивления микрополосковой линии актуальна для создания схемных моделей электронных компонентов и touchstone-файлов в виртуальном полосковом канале со стандартным волновым сопротивлением 50 Ом. Схемные модели компонентов и файлы используются в системах автоматизированного проектирования интегральных микроволновых устройств. Задачу измерения векторным анализатором цепей во всём частотном диапазоне работы предложено решить LTR-методом. По результатам измерений анализатором цепей в коаксиальном канале S-параметров и коэффициентов отражения двух отрезков короткой и электрически длинной микрополосковой линий передачи определены фазовая скорость и коэффициент затухания электромагнитной волны, распространяющейся в полосковой линии передачи, а также трансформированные s-параметры двух искажающих адаптеров, моделирующие области контакта коаксиальных и полосковых линий. В диапазоне 0,02–2,00 ГГц волновое сопротивление найдено по коэффициентам отражения со стороны коаксиальных портов искажающих адаптеров в двух фиксированных частотных точках, в которых реактивная ёмкостная составляющая комплексного волнового сопротивления компенсируется индуктивностью областей контакта коаксиальной и полосковой линий. Частотная зависимость действительной части волнового сопротивления, проходящая через эти частотные точки, в диапазоне частот работы анализатора цепей определена с помощью схемной модели микрополоскового стандарта Битти в системе автоматизированного проектирования NI AWR Design Environment. Модель этого стандарта линии с воздушным участком между двумя отрезками полосковых линий с изоляционным основанием получена с помощью схемного аналога MLIN, адекватного физическому прототипу линии. Актуальность измерения волнового сопротивления микрополосковой линии векторным анализатором цепей показана на примере идентификации собственных параметров чип-резисторов.
A method for measuring the wave impedance of a microstrip transmission line with a vector network analyzer is proposed. The problem of determining the frequency dependence of the wave impedance of a microstrip line is relevant for creating circuit models of electronic components and touchstone fi les in a virtual strip channel with a standard wave impedance of 50 Ohm, used in computer-aided design systems for integrated microwave devices. The problem of measuring with a vector network analyzer in the entire frequency range of the device operation is proposed to be solved by the LTR method. This method makes it possible to determine, from the results of measurements by a network analyzer in a coaxial channel, the S-parameters and reflection coefficients of two segments: a short and an electrically long microstrip transmission line: phase velocity and attenuation coefficient of electromagnetic waves propagating in a stripline transmission line; transformed s-parameters of distorting adapters, simulating the contact areas of coaxial and strip lines. In the range from 0.02–2.00 GHz, the impedance is determined by the reflection coefficients from the side of the coaxial ports of the distorting adapters at two fixed frequency points. At these frequency points, the reactive capacitive component of the complex wave impedance is compensated by the inductance of the contact areas of the coaxial and strip lines. The frequency dependence of the real part of the wave impedance passing through the frequency points in the frequency range of the network analyzer is obtained using the circuit model of the Beatty microstrip standard in the NI AWR Design Environment computeraided design system. The model of this standard for a line with an air section between two segments of strip lines with an insulating base was obtained using a circuit analog of MLIN, which is adequate to the physical prototype of the line. The relevance of measuring the wave impedance of a microstrip line with a vector network analyzer is shown by the example of identifying the intrinsic parameters of chip resistors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.