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
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PLAN DE PRESENTACIÓN
Introducción
Parámetros de dispersión
Analizadores de Redes
Analizador de Redes Básico
Analizador Vectorial de Redes
Resultados
Conclusiones
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Introducción
Sistema de comunicación
Generadorde RF
Línea de transmisión
Antena
¿Porque son importantes los parámetros de dispersión?
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
Sensor de potencia 2
Medidor de potencia
Puerto 1 Puerto 2
Medidor de potencia
Carga50 ΩAcoplador direccional
S2
S1
BA
A B
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Analizador de Redes BásicoEn la práctica, para medir el s21 utilizando un Analizador de Redes Básico, se utiliza la siguiente configuración:
DBPGenerador
de RF
Sensor de potencia 1
Sensor de potencia 2
Medidor de potencia
Puerto 1 Puerto 2
Carga50 Ω
Acoplador direccional
S2
S1BA
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Analizador de Redes BásicoConfiguración para medir el parámetro s22
DBPGenerador
de RF
Sensor de potencia 1
Sensor de potencia 2
Medidor de potencia
Puerto 2Puerto 1
Medidor de potencia
Carga50 Ω Acoplador direccional
S2
S1
A B
A B
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Analizador de Redes BásicoConfiguración para medir el parámetro s12
DBPGenerador
de RF
Sensor de potencia 1
Sensor de potencia 2
Medidor de potencia
Puerto 2Puerto 1
Carga50 Ω
Acoplador direccional
S2
S1A B
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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
Sensor de potencia 1
Medidor de potencia
Carga50 Ω
S1
A B
PUENTEVSWR
Pto. 1Pto. 2
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DBP
Generadorde RF
Carga50 Ω
Sensor de potencia 1
S1
Medidor de potencia A B
PUENTEVSWR
Pto. 1Pto. 2
Analizador de Redes BásicoMidiendo el parámetro s21
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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
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Fuente de RF
Sistema de prueba (Test Set)
Procesador Vectorial
La pantalla
Analizador Vectorial de Redes AVR 8510:
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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
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RESULTADOS VSWR DEL PUERTO 2 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
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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
Analizador de Redes Básico Analizador Vectorial de Redes
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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
Analizador de Redes Básico Analizador Vectorial de Redes
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RESULTADOS COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DIRECTO DE UN ATENUADOR DE 30 dB
Utilizando acopladores direccionales
-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
)
Analizador de Redes Básico Analizador Vectorial de Redes
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RESULTADOS COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN INVERSO DE UN ATENUADOR DE 30 dB
Utilizando acopladores direccionales
-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
)
Analizador de Redes Básico Analizador Vectorial de Redes
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• 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
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• 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
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GRACIAS
ENCUENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA 2005
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