556_Sovremennye_problemy_telekommunikatsij_2014_

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ S-ПАРАМЕТРОВ СВЧ ТРАНЗИСТОРА

Чашков М.С., Рясный Ю.В., Сапожников А.М. СибГУТИ, Новосибирск

e-mail: Aspirant-208@rambler.ru, тел.: (383) 286-80-25

Вработе представлены результаты исследования влияния точности измерения S-параметров 10 Вт HEMT GaN транзистора CGH40010 фирмы Cree на характеристики широкополосного транзисторного усилителя.

Проектированию малошумящих усилителей СВЧ в линейном режиме уделяется большое внимание. В работе [1] предложен и рассмотрен метод, основанный на построении на диаграмме Смита семейства окружностей усиления, шума и КСГu. По семейству этих окружностей, задаваясь определенным значением коэффициента шума, определяют коэффициент усиления, определяют значения коэффициенты отражения согласующих устройств.

Ключевым моментом при проектировании усилителя используя данную методику, является высокая точность измерения Sпараметров.

В[1] приведены соотношения, для коэффициентов усиления, коэффициента шума и коэффициентов стоячей волны напряжения.

261

В уравнениях (1), (2), (3), (4), (5), и (6) S11, S12, S21, S22 – S параметры транзистора СВЧ измеренные на определенной частоте и в заданном режиме работы.

rn – нормированное относительно волнового сопротивления шумовое сопротивление Rn;

Fmin – минимальное значение коэффициента шума, которое может быть достигнуто, когда Гвых с1=Гопт.

Гопт – оптимальный коэффициент отражения, когда коэффициент шума равен Fmin;

ГвхТ – комплексный коэффициент отражения от входа транзистора; ГвыхТ – комплексный коэффициент отражения от выхода транзистора;

Значения S параметров для определенных режимов транзистора приводятся в справочной литературе, либо измеряются, используя, например, метод измерения изложенный в работе [3, 4].Fmin, Rn, Гопт – приводятся в справочниках или измеряются.

Для пояснения введенных величин на рисунке приведена функциональная схема усилителя с указанием этих величин.

Рисунок - Функциональная схема усилителя СВЧ

Исходные данные для моделирования

S11=0,552ej169◦, S12=0,049ej23◦, S21=1,681ej26◦, S22=0,839e-j67◦ Fmin=2,585(1,778), Гопт=0,475ej166◦, Rn=3 Ом

Внося в исходные данные погрешность измерения и используя моделирование методом Монте-Карло получаем разброс характеристик при неточном определении S – параметров.

В результате проделанного моделирования установлены требования к точности измерения S – параметров для обеспечения заданных отклонений характеристик широкополосного усилителя.

262

Литература:

1.Gonzalez, Guillermo Microwave transistor amplifiers: analysis and design. – 2nd ed. Prentice-Hall, Inc. – 1997. – 506 p.

2.Hunt, BrianR. MatLab: официальный учеб. курс Кембриджского университета: [пер. с англ.]/BrianR. Hunt [и др.]./ - М.:Изд-во ТРИУМФ, 2008. – 352с.

3.Yu. V. Ryasnyi, M. S. Chashkov, A. V. Borisov, “Analysis of a method of measuring the S-parameters of microwave transistors”, Measurement Techniques, January 2013

4.Патент № 2361227 Способ измерения S-параметров транзисторов СВЧ в линейном режиме.

263

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

РОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ

Редактор: Белезекова А.С. Верстка: Белезекова А.С.

Подписано в печать 15.04.2014,

формат бумаги 62x84/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10, изд. л. 16,5, заказ № 44 , тираж 30. СибГУТИ

630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.

264