izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2024-2-4-12izmertech-2141Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSГосударственный первичный эталон единицы волнового сопротивления в коаксиальных волноводах ГЭТ 75-2023State primary standard of the unit of wave resistance in coaxial waveguides GET 75-2023ЕвграфовВ. И.EvgrafovV. I.

Владимир Иванович Евграфов

Новосибирск

Vladimir I. Evgrafov

Novosibirsk

evgrafov@sniim.ruКонышевА. В.KonyshevN. V.

Александр Владимирович Конышев

Новосибирск

Alexander V. Konyshev

Novosibirsk

konyshev@sniim.ruКонышевН. В.KonyshevN. V.

Николай Владимирович Конышев

Новосибирск

Nikolay V. Konyshev

Novosibirsk

nkonyshev@sniim.ruЧервонецкийД. Н.ChervonetskyD. N.

Дмитрий Николаевич Червонецкий

Новосибирск

Dmitry N. Chervonetsky

Novosibirsk

chervonetskii@sniim.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений, Западно-Сибирский филиалРоссияWest-Siberian Branch of Russian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian Federation20240804202402412Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20242024ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2141

Рассмотрены вопросы измерения волнового сопротивления и комплексных коэффициентов отражения и передачи устройств, работающих на сверхвысоких частотах в коаксиальных волноводах. Измерения указанных параметров важны при разработке и производстве систем связи и передачи информации, систем радиолокации и радионавигации. С целью обеспечения единства измерений, воспроизведения и передачи единиц волнового сопротивления и комплексных коэффициентов отражения и передачи средствам измерений с коаксиальными соединителями типа 1 мм в частотном диапазоне 0,01–67 ГГц утверждён Государственный первичный эталон единицы волнового сопротивления в коаксиальных волноводах ГЭТ 75-2023. В его состав входят средства воспроизведения единицы волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения, компаратор и эталоны сравнения в коаксиальном тракте сечением 1,0/0,434 мм с соединителем типа 1 мм. Уточнены выражения для расчёта параметров коаксиальных волноводов с биметаллическими проводниками. Приведены технические характеристики и результаты метрологических исследований ГЭТ 75-2023. Результаты исследований подтвердили высокие показатели точности ГЭТ 75-2023, который имеет сопоставимые метрологические характеристики с эталонами национальных метрологических институтов других стран.

The issues of measuring the wave resistance and complex reflection and transmission coefficients of devices operating at ultrahigh frequencies in coaxial waveguides are considered. Measurements of these parameters are important in the development and production of communication and information transmission systems, radar and radio navigation systems. In order to ensure the uniformity of measurements, reproduction and transmission of wave resistance units and complex reflection and transmission coefficients to measuring instruments with coaxial connectors of type 1 mm in the frequency range 0.01–67 GHz, the state primary standard of the unit resistance in coaxial waveguides GET 75-2023 has been approved. It includes means of reproducing the unit of wave resistance, complex reflection coefficients, a comparator and comparison standards in a coaxial path with a cross section of 1.0/0.434 mm with a connector of type 1 mm. The expressions for calculating the parameters of coaxial waveguides with bimetallic conductors are refined. The technical characteristics and results of metrological studies of GET 75-2023 are presented. The results of the research confirmed the high accuracy of GET 75-2023, which has comparable metrological characteristics with the standards of national metrological institutes of other countries.

эталонволновое сопротивлениекоаксиальный волноводкомплексный коэффициент отражениякомплексный коэффициент передачиstandardwave resistancecoaxial waveguidecomplex reflection coefficientcomplex transfer coefficientReferencesHowell K., Wong K. DC to 110 GHz measurements in coax using the 1 mm connector. Microwave Journal, 42(7), 22–34 (1999).Howell K., Wong K. DC to 110 GHz measurements in coax using the 1 mm connector. Microwave Journal, 42(7), 22–34 (1999).Seeds A. J., Williams K. J. Microwave Photonics, in Journal of Lightwave Technology, 24(12), 4628–4641 (2006). https://doi.org/10.1109/JLT.2006.885787Seeds A. J., Williams K. J. Microwave Photonics, in Journal of Lightwave Technology, 24(12), 4628–4641 (2006). https://doi.org/10.1109/JLT.2006.885787Yao J. Microwave Photonics, in Journal of Lightwave Technology, 27(3), 314–335 (2009). https://doi.org/10.1109/JLT.2008.2009551Yao J. Microwave Photonics, in Journal of Lightwave Technology, 27(3), 314–335 (2009). https://doi.org/10.1109/JLT.2008.2009551Петров В. П., Гутина Э. М., Костюченко К. К., Коноплев В. П. Государственные специальные эталоны единицы волнового сопротивления. Измерительная техника, (3), 49–52 (1976).Petrov V. P., Gutina E. M., Kostyuchenko K. K., Konoplev V. P. Special State Wave Impedance Standards. Measurement Techniques, 19(3), 396–400 (1976). https://doi.org/10.1007/BF00822523Абубакиров Б. А. Комплект СВЧ устройств для калибровки автоматизированных измерительных систем. Техника средств связи. Серия «Радиоизмерительная техника», (2), 79–85 (1977).Abubakirov B. A. Komplekt SVCh ustrojstv dlja kalibrovki avtomatizirovannyh izmeritel’nyh sistem. Tehnika sredstv svjazi. Serija “Radioizmeritel’naja tehnika”, (2), 79–85 (1977). (In Russ.)Евграфов В. И., Конышев А. В. Государственный первичный эталон единицы волнового сопротивления в коаксиальных волноводах ГЭТ 75-2017. Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП – 2018. Труды XIV Международной научно-технической конференции, Новосибирск, 2–6 октября 2018, в 8 т., т. 3, c. 95–98, Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск (2018).Evgrafov V. I., Konyshev A. V. State primary standard for means of measuring the wave resistance in coaxial waveguides GET 75-2017. In: Actual Problems of Electronic Instrument Engineering. Proceedings of XIV International Scientifi c-technical Conference APEIE-2018, Novosibirsk, October 2–6, 2018, at 8 vol., vol. 3, pp. 95–98, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk (2018). (In Russ.)Jurkus A. P., Stumper U., National standards and standard measurement systems for impedance and refl ection coeffi cient. Proc. IEEE, 74(1), 39–45 (1986). https://doi.org/10.1109/PROC.1986.13399Jurkus A. P., Stumper U., National standards and standard measurement systems for impedance and reflection coefficient. Proc. IEEE, 74(1), 39–45 (1986). https://doi.org/10.1109/PROC.1986.13399Wong K. H. Characterization of Calibration Standards by Physical Measurements. 39th ARFTG Conference Digest, Albuquerque, NM, USA, 1992, pp. 53–62. https://doi.org/10.1109/ARFTG.1992.326972Wong K. H. Characterization of Calibration Standards by Physical Measurements. 39th ARFTG Conference Digest, Albuquerque, NM, USA, 1992, pp. 53–62. https://doi.org/10.1109/ARFTG.1992.326972Eio C. P., Protheroe S. J., Ridler N. M. Characterising beadless air lines as reference artefacts for S-parameter measurements at RF and microwave frequencies. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 153(6), 229–234 (2006). https://doi.org/10.1049/ip-smt:20060092Eio C. P., Protheroe S. J., Ridler N. M. Characterising beadless air lines as reference artefacts for S-parameter measurements at RF and microwave frequencies. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 153(6), 229–234 (2006). https://doi.org/10.1049/ip-smt:20060092Hoffmann J. P., Ruefenacht J., Wollensack M., Zeier M. Comparison of 1.85 mm line refl ect line and offset short calibration. 2010 76th ARFTG Microwave Measurement Conference, Clearwater Beach, FL, USA, 2010, pp. 1–7. https://doi.org/10.1109/ARFTG76.2010.5700047Hoffmann J. P., Ruefenacht J., Wollensack M., Zeier M. Comparison of 1.85 mm line reflect line and offset short calibration. 2010 76th ARFTG Microwave Measurement Conference, Clearwater Beach, FL, USA, 2010, pp. 1–7. https://doi.org/10.1109/ARFTG76.2010.5700047Zeier M., Hoffmann J., Hürlimann P., Rüfenacht J., Stalder D., Wollensack M. Establishing traceability for the measurement of scattering parameters in coaxial line systems. Metrologia, 55(1), 23–26 (2018). https ://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa21cZeier M., Hoffmann J., Hürlimann P., Rüfenacht J., Stalder D., Wollensack M. Establishing traceability for the measurement of scattering parameters in coaxial line systems. Metrologia, 55(1), 23–26 (2018). https://doi.org/10.1088/1681-7575/aaa21cЕфимов И. Е., Останькович Г. А. Радиочастотные линии передачи. Радиочастотные кабели. Связь, Москва (1977).Efimov I. E., Ostan’kovich G. A. Radiochastotnye linii peredachi. Radiochastotnye kabeli [Radio frequency transmission lines. Radio frequency cables]. Svjaz Publ., Moscow (1977). (In Russ.)Daywitt W. C. Exact principal mode fi eld for a lossy coaxial line. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 39(8), 1313–1322 (1991). https://doi.org/10.1109/22.85406Daywitt W. C. Exact principal mode field for a lossy coaxial line. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 39(8), 1313–1322 (1991). https://doi.org/10.1109/22.85406Евграфов В. И. Анализ методов решений уравнений Максвелла для коаксиальной линии с потерями. Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-2004. Материалы VII Международной конференции, Новосибирск, 21–24 сентября 2004, в 7 т., т. 3, c. 17–23, Новосибирск (2004).Evgrafov V. I. Analiz metodov reshenij uravnenij Maksvella dlja koaksial’noj linii s poterjami [Analysis of methods for solving Maxwell’s equations for a lossy coaxial line]. In: Actual Problems of Electronic Instrument Engineering. APEIE-2004. Proceedings of VII International Scientific-technical Conference. Novosibirsk, September 21–24, 2004, at 7 vol., vol. 3, pp. 17–23, Novosibirsk (2004). (In Russ.)Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Наука, Москва (1974).Korn G., Korn T. Spravochnik po matematike dlja nauchnyh rabotnikov i inzhenerov. Nauka Publ., Moscow (1974).Mackenzie T. E., Sanderson A. E., Some fundamental design principles for the development of precision coaxial standards and components. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 14(1), 29–39 (1966). https://doi.org/10.1109/TMTT.1966.1126148Mackenzie T. E., Sanderson A. E., Some fundamental design principles for the development of precision coaxial standards and components. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 14(1), 29–39 (1966). https://doi.org/10.1109/TMTT.1966.1126148Kilby G. J., Ridler N. M. Comparison of theoretical and measured values for attenuation of precision coaxial lines. Electronics Letters, 28(21), 1992–1994 (1992). http://doi.org/10.1049/el:19921277Kilby G. J., Ridler N. M. Comparison of theoretical and measured values for attenuation of precision coaxial lines. Electronics Letters, 28(21), 1992–1994 (1992). http://doi.org/10.1049/el:19921277Tuttle J., Canavan E., DiPirro M. Thermal and electrical conductivity measurements of cda 510 phosphor bronze. AIP Conference. Proceedings, 1219(1), 55–62 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3402333Tuttle J., Canavan E., DiPirro M. Thermal and electrical conductivity measurements of cda 510 phosphor bronze. AIP Conference. Proceedings, 1219(1), 55–62 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3402333Holloway C. L., Kuester E. F. Power loss associated with conducting and superconducting rough interfaces. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 48(10), 1601–1610 (2000). https://doi.org/10.1109/22.873886Holloway C. L., Kuester E. F. Power loss associated with conducting and superconducting rough interfaces. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 48(10), 1601–1610 (2000). https://doi.org/10.1109/22.873886

The authors declare that there are no conflicts of interest present.