Измерение волнового сопротивления микрополосковой линии векторным анализатором цепей

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.

1. Лупанова Е. А., Никулин С. М. Метод определения собственных параметров полосковых линий передачи // Измерительная техника. 2021. № 5. С. 47–52. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-5-47-52

2. Дансмор Д. П. Настольная книга инженера. Измерение параметров СВЧ-устройств с использованием передовых методик векторного анализа цепей: Пер. с англ. М.: Техносфера, 2018. 736 с.

3. Das N. K., Voda S. M., Pozar D. M., IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1987, vol. 35, no. 7, pp. 636– 642. https://doi.org/10.1109/TMTT.1987.1133722

4. Akima H., Journal of the Association for Computing Machinery, 1970, vol. 17, no. 4, pp. 589–602. https://doi.org/10.1145/321607.321609

5. Wadell B. C., Transmission line design hand book, Arctech House, Inc, 1991, 513 p. https://doi.org/10.1109/TMTT.1987.1133722

6. Евсеев В. И., Никулин С. М. LR и экспресс-метод контроля параметров электронных компонентов в полосковых линиях передачи // Электроника и микроэлектроника СВЧ. 2020. Т. 1. С. 18–22.