Как я использую СВЧ рефлектометр Caban в своих проектах
Привет! Меня зовут Олеся (leka_engineer). Я СВЧ инженер и пишу про разработку и показываю свою лабораторию. Почти два года назад у меня появился первый прибор, измеряющий S-параметры (точнее всего один из параметров матрицы рассеяния — коэффициент отражения). На рисунке 1 — рефлектометр компании Планар Caban R54.
1 рефлектометр Caban R54
Работает устройство до 5,4 ГГц, имеет компактный корпус с приятной резинкой (у других рефлектометров просто металлический корпус), соединитель типа N (не скрипит).
Я проверила сайт Планара и узнала, что этот прибор снят с производства. Жаль. Надеюсь, вам всё равно будет интересна эта статья, ведь способы применения одинаковы для всех рефлектометров.
Однопортовые измерения
Что же можно измерять рефлектометром? Первое, что приходит на ум, конечно, — антенны. Какое-то время назад мы помогали с модификацией СВЧ части в сигнализациях Sher-Khan. Тогда очень пригодился Caban для одного из этапов работы — мы вывели выход с антенны кабелем, к нему подключили рефлектометр (рисунок 2). Эта конструкция перемещалась по салону автомобиля, и таким образом было найдено оптимальное место установки системы. С другой стороны рефлектометра подсоединяется USB провод, который, в свою очередь, подсоединяется к ноутбуку. Почти все приборы Планар не имеют экрана, для визуализации измерений используется ноутбук, компьютер или Win планшет.
Во время другого этапа работы, модификации антенны в другом блоке, который в отличие от представленного на рисунке 2, ставится под стекло, тоже пригодился Кабан. Сотрудники Sher-Khan подключили рефлектометр также к выходу антенны и в режиме онлайн (на связи с нами) подбирали значения индуктивностей и ёмкостей тракта согласования при условии наличия стекла и возможного дождя.
3 Процесс измерения и настройки антенны подстекольного блока сигнализации
Другое однопортовое СВЧ устройство — нагрузка. Я писала про проект для Амитрона по разработке нагрузок. По задумке, в линейке несколько нагрузок, одна из которых должна была быть мощной, но не очень высокочастотной, до ~4 ГГц. Поначалу я использовала рефлектометр для измерения КСВ макетов нагрузки, но стало ясно, что работать она может выше по частоте. Прототип нагрузки 6 ГГц/300 Вт Амитрон Электроникс выставляли на Экспоэлектронике. Кстати, у Планара был очень красивый стенд на выставке.
Двухпортовые измерения
Признаюсь, раньше я всегда считала «костылями» методы измерения двухпортовых устройств рефлектометрами, была уверена, что ничего путного «намерить» таким образом нельзя. Но недавно появилась необходимость в измерении большого количества фильтров «в полевых условиях». Коллега одолжил мне свой точно такой же Caban и я смогла соединить их для измерения АЧХ фильтров. Тут обязательно следует уточнить, что данные фильтры — не новая разработка, известно, что КСВ у фильтров (при отсутствии какого-то брака) довольно низкий в рабочей полосе.
4 Процесс измерения АЧХ фильтра
В целях сравнения, и чтобы быть уверенными в надёжности результатов, часть партии фильтров была измерена и на R&S ZVA и методом, описанным выше. На рисунке 5 представлено сравнение АЧХ устройств. Эта статья написана leka_engineer
5а АЧХ фильтров, измеренные с помощью R&S
5 б АЧХ тех же фильтров, измеренные с помощью двух Кабанов
5в сравнение измерений одного фильтра на ZVA и R54
Как видно по рисунку 5, единственная проблема — небольшой шум трассы при измерении с помощью Кабанов (предположительно, из-за ПЧ). Но главный вывод — такие измерения достоверны и очень хорошо коррелируют с измерениями на дорогом приборе.
Я бы не рекомендовала использовать такой метод измерения для первичного тестирования или настройки новых разработок, для этого нужен полноценный прибор. Но, например, для тестирования партии давно выпускаемой продукции — очень удобно и относительно бюджетно.
Дополнительно
Описанные выше — классические способы применения рефлектометров в работе. Я слабо представляю такую ситуацию, но рефлектометры также можно использовать для измерения: фазового сдвига отражательных фазовращателей, частотной зависимости модуля коэффициента отражения блокировочного конденсатора.
Рефлектометры могу быть полезны для проверки КСВ (ок/есть разрыв) двухпортовых устройств с нагрузкой на втором порту (ну например у меня новое устройство, я лучше его сначала проверю рефлектометром быстро дома, нет ли брака сборки, прежде, чем ехать к большому ВАЦ, которого у меня пока нет).
Спасибо за внимание!
