Камера для измерения параметров свч-двухполюсников

Сов э СоветскихСоциалистическихРеспублин К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ нд 5173/18 1 К 31 судерстееиый тот 3) Приорите СССРлен взобретк открытий публнковано 15 21, 317.088.8) ата опубликования 72) Авторы изобретени В. Большакова и Ю. В. С(54) КАМЕР ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРВУХПОЛОСНИКОВ Изоб ех оситс етениееренийможет нике из тотах и разрабо воднико схем. а сверхвысоких часпользоваться приследованиях полупрров и интегральных ках и и ых приб передапи 21 явл бес пера(61) Допол н и тельное к а в (22)Заявлено 20,02,80. с присоелинениект заявки Известна измерительная водноводная камера для измерения параметров эквивалентной схемы р-п переходных варакторов в корпусе в диапазоне час тот 8,2-12,4 ГГц методом последовательного резонанса при параллельном включении образца в линию передачи.Измерительная волноводная камера представляет собой суженный до размера изолятора варакторного патрона отрезок волновода, в котором, в самом узком месте проделаны отверстия для помещения и крепления корпуса патрона с варактором 1 1.Недостатками волноводной камеры яются невозможность измерения корпусных диодов, проведение измерений в широком диапазоне тем Бюллетень М 26 (53) УДКсания 15. 07. 82 тур и возникновение погрешности в измерениях за счет шунтирующего дей" ствия изолятора патрона.Известна также измерительная коак сиальная камера, представляющая собой отрезок коаксиального перехода, в котором диод устанавливается между внутренним и наружным проводниками, а измерения проводятся также методом последовательного резонанса при параллельном включении диода в линию Недостатки коаксиальнои камеры невозможность проведения измерений параметров эквивалентной схемы приборов без корпуса и проведение измерений в широком диапазоне температурНаиболее близким к предлагаемому является камера для измерения параметров СВЧ-двухполюсников, содержащая отрезок коаксиальной линии и дополнительный индуктивный элемент в виде металлического цилиндра31.33 943 б 1Однако известная камера не позволяет измерять параметры сверхвысокочастотных двухполюсников, не имею" щих индуктивных вводов.Цель изобретения - измерение пара-метров СВЧ-двухполюсников, не имеющих индуктивных вводов, и увеличение производительности измерений, а так же обеспечение измерений в широком диапазоне температур. 1 ЕПоставленная цель достигается тем, что в камеру введен эталонный индуктивный элемент в виде металлического проводника, один конец которого соединен с дополнительным ин дуктивным элементом, установленным с возможностью съема в отверстии, выполненном во внутреннем проводнике отрезка коаксиальной линии, перперпендикулярно его оси, а дру- гой прижат к безиндуктивному вводу исследуемого СВЧ-двухполюсника, причем эталонный индуктивный элемент жестко соединен при помощи диэлектрических призм с участком внешнего проводника отрезка коаксиальной линии, который также выполнен объемным.Кроме того, на концах отрезка. коаксиальной линии герметично установ.ЗФ лены диэлектрические шайбы, а на съемном участке внешнего проводника отрезка коаксиальной линии установлен сосуд Дьюара, в котором размещен теллопровод с подогревателем, контактирующий с другой поверхностью исследуемого СВЧ-двухполюсника, причем в съемном участке внешнего проводника отрезка коаксиальной линии между теплопроводом и внешней стенкой сосуда Дьюара выполнены отверстия, а внешний проводник отрезка коаксиальной линии снабжен штуцером для откачки воздуха.4Внешний проводник отрезка коаксиальной линии выполнен тонкостенным изметалла с низкой теплопроводностью,покрытого пленкой металла с высокойэлектропроводностью, например изнержавеющей стали, покрытой серебром,Кроме того, внешний проводник отрезка коаксиальной линии выполнен издиэлектрика с низкой теплопроводностью, покрытого пленкой металла свысокой электропроводностью, напримеркварца, покрытого пленкой серебра.На чертеже приведена конструкциякамеры,1 4Камера содержит отрезок коаксиальной линии с внешним проводником 1 и внутренним проводником 2, дополнительный индуктивный элемент 3, эталонный индуктивный элемент "1, жестко соединенный при помощи диэлектрических призм 5 с участком 6 внешнего проводника 1,который выполнен съемным, на концах отрезка коаксиальной линии установлены диэлектрические шайбы 7, сосуд Дьюара 8 с теплопроводом 9 и подогревателем 10, внешний проводникснабжен штуцером 11 и покрыт тепловой рубашкой 12.Измерение параметров эквивалентной схемы различных двухполюсников, например криогенных варакторов СВЧ- диапазона .на основе структур диэлектрик - арсенид индия, с помощью данной камеры осуществляется следующим образом.Измерением частоты СВЧ-сигнала генератора на измеряемом образце 13 устанавливается резонанс последовательного контура по минимуму мощности, проходящей в нагрузку. В этом случае последовательное эквивалентное сопротивление образца равноК = - у -2 1т где Е - волновое сопротивление отрезка коаксиальной линии,Т - коэффициент передачи,т =",Ргде Р 1 - мощность в нагрузке приотсутствии образца в линиипередачи;Р 2 - мощность в нагрузке при услоусловии последовательногорезонанса контура.Емкость С образца вычисляетсяпо значению эталонной индуктивности1. и частоты последовательного резонанса15 в Ь9Таким образом определяются параметры последовательной эквивалентнойсхемы двукполюсника, не имеющего индуктивного ввода.Для измерения параметров образца 13 в диапазоне температур в сосуд Дьюара 8 наливают жидкий азот. После достижения образцов температуры жидкого азота, которая контролируется напряжением термопары Ут, проводится измерение й и С образца, после чего на тепловую рубашку 12 подается Гнапряжение У и снимается последова-. тельно зависймость й и С от темпе-ратуры образца в пределах 77 КК, зТочность измерений емкости при применении данной камеры на частоте 1-2 ГГц, определенная с помощью сравнительных измерений с помощью моста ВХ, составляет 24, 0Для уменьшения КСВ и теплопередачи от теплопровода к внутреннему и внешнему проводникам 2,1 отрезка коаксиальной линии, влияющего на параметры коаксиала и соединительных кабе лей, а также на достижение минимальной температуры, внешний проводник 1 выполнен тонкостенным из нержавеющей стали, покрытой изнутри серебром горячим серебрением (или из кварца, 26 покрытого внутри серебром), проводник индуктивности изготовлен из платины, обладающей низкой теплопроводностью, но хорошей электропроизводностью, а в качестве материала ди электрических призм 5, используется кварц, Для увеличения прочности на кручение вместо кварцевых прямых призм 5 используются два отрезка усеченного диэлектрического цилиндра щ с основаниями, вписанными в дополнительный индуктивный элемент 3.Герметизация диэлектрических призм 5 осуществляется пайкой серебряным припоем по предварительно ме 35 таллизированному поясу диэлектрической призмы 5.Применение данной камеры позволяет проводить измерения параметров не только приборов,но и тестовых структур в широком интервале температур с высокой оперативностью, что позволяет существенно ускорить разработку СВЧ-приборов, например криогенных ИДП-варакторов, ввести промежуточный операционный контроль структур и повысить процент выхода годных. Данная камера позволяет также производить исследования структур и при. боров в широком диапазоне температур на СВЧ вплоть до 10 ГГц.Яформула изобретения1. Камера для измерения параметров СВЧ-двухполюсников, содержащая отрезок коаксиальной линии и дополнительный индуктивный элемент в виде металлического цилиндра, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюизмерения параметров СВЧ-двухполюсников, не имеющих индуктивных вводов, и увеличения производительностиизмерений, введен эталонный индуктивный элемент в виде металлическогопроводника, один конец которого сое.динен с дополнительным индуктивнымэлементом, установленным с возможностью съема в отверстии, выполненном во внутреннем проводнике отрезкакоаксиальной линии, перпендикулярноего оси, а другой прижат к безиндук"тивному вводу исследуемого СВЧ-двухполюсника, причем эталонный индуктивный элемент жестко соединен при помощи диэлектрических призм с участком внешнего проводника отрезка коаксиальной линии, который также выполнен съемным.2. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения измерений в широком диапазонетемператур, на концах отрезка коаксиальной линии герметично установлены диэлектрические шайбы, а на съемном участке внешнего проводника отрезка коаксиальной линии установленсосуд Дьюара, в котором размещентеплопровод с подогревателем, кон"тактирующий с другой поверхностью исследуемого СВЧ-двухполюсника,причемв съемном участке внешнего проводника отрезка коаксиальной линии междутеплопроводом и внешней стенкой сосуда Дьюара выполнены отверстия,а внешний проводник отрезка коаксиальной линии снабжен штуцером дляоткачки воздуха.3. Камера по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что внешнийпроводник отрезка коаксиальной линиивыполнен тонкостенным из металлас низкой теплопроводностью, покрытогопленкой металла с высокой электропроводностью, например из нержавеющей стали, покрытой серебром.Камера по пп,1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что внешнийпроводник отрезка коаксиальной линиивыполнен из диэлектрика с низкой теплопроводностью, покрытого пленкойметалла с высокой электропроводностьюнапример кварца, покрытого пленкойсеребра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бе 1 оасй В.С. "1 Н, Ттапсасс.1 опьоп 1 ПТ, ч. 15, 19 б 4, и. 15-"О.Заказ 5100/51 Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП нПатечт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,7 943612. Баге Р.1. Аппа 1 ея де Кайюе 1 ес 1 тдсИе, ч. ХХ 1, Ю" 86, 1966,р, 329-336,1 83, Авторское свидетельство СССР Мф 352234, кл. С 01 В. 27/02, 1972 (прототип) .