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Centro Nacional de Metrología - Derechos Reservados 2005

IMPORTANCIA DE LA CALIBRACIÓN DE COMPONENTES Y EQUIPOS DE MEDICIÓN QUE

OPERAN EN EL INTERVALO DE RF Y MICROONDAS

ÁREA DE METROLOGÍA ELÉCTRICADIVISIÓN DE MEDICIONES ELECTROMAGNÉTICAS

Susana Padilla CorralLaboratorio de Alta Frecuencia

Lunes 13 de Junio del 2005


PLAN DE PRESENTACIÓN

Introducción

Parámetros de dispersión

Analizadores de Redes

Analizador de Redes Básico

Analizador Vectorial de Redes

Resultados

Conclusiones


Introducción

Sistema de comunicación

Generadorde RF

Línea de transmisión

Antena

¿Porque son importantes los parámetros de dispersión?


IntroducciónEn Alta Frecuencia la calibración de los dispositivos y equiposde medición de uno o más puertos, tales como:

Sensores de potencia AntenasGenerador de señales

Acopladores DireccionalesAdaptadores

PARÁMETROS DE DISPERSIÓN O PARÁMETROS “s”

COEFICIENTE DE REFLEXIÓN

Divisores de potencia

Atenuadores


Parámetros de Dispersión Los parámetros de dispersión se definen como la relación de las ondas reflejadas (b) e incidentes (a).

a2a1

b1 b2

RED DEDOS PUERTOS

Z0Z0

Pto. 1 Pto. 2

Matriz de dispersión ⇒

b s a s a= +1 11 1 12 2

b s a s a= +2 21 1 22 2

[ ]s s

Ss s⎡ ⎤

= ⎢ ⎥⎣ ⎦

11 12

21 22


Parámetros de Dispersión Haciendo a2 = 0

Coeficiente de reflexiónde entrada a

bsa

=

=2

111

1 0 a

bsa

=

=2

221

1 0

Coeficiente de transmisióndirecto

Incidente

Reflejada

Transmitida

a2 = 0

a1

b1

b2

s21

s11

Z0


Parámetros de Dispersión Haciendo a1 = 0

s12 Incidente

Reflejada

Transmitida

s22

a2

b2

b1

a1 = 0Z0

a

bsa

=

=1

222

2 0 a

bsa

=

=1

112

2 0

Coeficiente de reflexiónde salida

Coeficiente de transmisióninverso


Analizadores de Redes

ANALIZADORES DE REDES

La medición del coeficiente de reflexión y los parámetros “s” se logra mediante:

Dos tipos de analizadores de redes:

Analizador de Redes Básico (ARB)

Analizador Vectorial de Redes (AVR)


Analizador de Redes BásicoEn la práctica, para medir el s11 utilizando un Analizador de Redes Básico, se compone:

DBPGenerador

de RF

Sensor de potencia 1


Medidor de potencia

Puerto 1 Puerto 2

Medidor de potencia

Carga50 ΩAcoplador direccional

S2

S1

BA

A B


Analizador de Redes BásicoEn la práctica, para medir el s21 utilizando un Analizador de Redes Básico, se utiliza la siguiente configuración:

DBPGenerador

de RF



Medidor de potencia

Puerto 1 Puerto 2

Carga50 Ω

Acoplador direccional

S2

S1BA


Analizador de Redes BásicoConfiguración para medir el parámetro s22

DBPGenerador

de RF



Medidor de potencia

Puerto 2Puerto 1

Medidor de potencia

Carga50 Ω Acoplador direccional

S2

S1

A B

A B


Analizador de Redes BásicoConfiguración para medir el parámetro s12

DBPGenerador

de RF



Medidor de potencia

Puerto 2Puerto 1

Carga50 Ω

Acoplador direccional

S2

S1A B


Analizador de Redes BásicoEl ARB también puede ser compuesto por un Puente de VSWR en lugar de un acoplador direccional.La configuración utilizada para medir el parámetro s11 utilizando un puente de VSWR, es:

DBP

Generadorde RF


Medidor de potencia

Carga50 Ω

S1

A B

PUENTEVSWR

Pto. 1Pto. 2


DBP

Generadorde RF

Carga50 Ω


S1

Medidor de potencia A B

PUENTEVSWR

Pto. 1Pto. 2

Analizador de Redes BásicoMidiendo el parámetro s21


FUENTEDE

SEÑAL

SISTEMADE

PRUEBARECEPTOR

DBP

Señal RF

Canal dereferencia

Canal deprueba

Analizador de Redes Básico

Analizador Vectorial de Redes Sistema del Analizador Vectorial de Redes


Fuente de RF

Sistema de prueba (Test Set)

Procesador Vectorial

La pantalla

Analizador Vectorial de Redes AVR 8510:


RESULTADOS VSWR DEL PUERTO 1 DEL ATENUADOR DE 30 dB

Utilizando acopladores direccionales

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000

FRECUENCIA (MHz)

VSW

R

Analizador de Redes Básico Analizador Vectorial de Redes


RESULTADOS VSWR DEL PUERTO 2 DEL ATENUADOR DE 30 dB


0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000

FRECUENCIA (MHz)

VSW

R



RESULTADOS VSWR EN EL PUERTO 2 DEL ATENUADOR DE 30 dB

Utilizando el puente de VSWR

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

2000 2200 2400 2600 2800 3000

FRECUENCIA (MHz)

VSW

R



RESULTADOS VSWR DE UN ARTEFACTO

Utilizando el puente de VSWR

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

2000 2200 2400 2500 2600 2800 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

FRECUENCIA (MHz)

VSW

R



RESULTADOS COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DIRECTO DE UN ATENUADOR DE 30 dB


-40

-38

-36

-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-2050 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000

FRECUENCIA (MHz)

s21

(dB

)



RESULTADOS COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN INVERSO DE UN ATENUADOR DE 30 dB


-40

-38

-36

-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-2050 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000

FRECUENCIA (MHz)

s12

(dB

)



• En este trabajo, se mencionaron algunos puntos importantes sobre la necesidad de calibrar componentes y equipos de medición que operan en el intervalo de RF y microondas.

• También se describieron algunos conceptos para explicar los parámetros de dispersión o parámetros “s”. Estos parámetros se utilizan, entre otras cosas, para determinar el comportamiento de un DBP de dos o más puertos en función de la frecuencia.

CONCLUSIONES


• Se presentaron dos Analizadores de Redes: Analizador de Redes Básico (ARB) y Analizador Vectorial de Redes (AVR). Se explicó dos formas en que puede ser construido un ARB, donde la diferencia es el equipo de prueba, el cual uno puede ser utilizando acopladores direccionales y otro un puente de VSWR.

• Las mediciones obtenidas con el ARB y el AVR 8510 indican que existe buena concordancia entre uno y otro, debido a que son muy cercanos los datos medidos con ambos analizadores.

CONCLUSIONES


GRACIAS

ENCUENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA 2005

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