К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ В СМЕСИТЕЛЕ
Аннотация
Целью исследования является оценка проблемы влияния на результаты измерений абсолют-
ных фазовых сдвигов, возникающих в смесителе, нелинейности фазовых сдвигов гармоник при ум-
ножении частоты и погрешностей в различных методах измерений этих сдвигов в смесителе при
гетеродинном преобразовании частоты входного высокочастотного- (ВЧ) или сверхвысокочас-
тотного- (СВЧ) сигнала. Ввиду того, что сигнал на входе ВЧ- или СВЧ- смесителя и сигнал про-
межуточной частоты на его выходе лежат в разных диапазонах частот, невозможно традици-
онными способами измерить сдвиг фаз, вносимый нелинейным элементом смесителя в сигнал про-
межуточной частоты, в процессе гетеродинного преобразования частоты входного ВЧ- или
СВЧ- сигнала. Проблемой, рассмотренной в данном исследовании, является выявление погрешно-
сти измерений абсолютных фазовых сдвигов, возникающих в смесительном диоде при гетеродин-
ном преобразовании частоты из-за его нелинейности. Эта погрешность может оказать значи-
тельное влияние на точность измерений, и поэтому ее учет и компенсация являются важными
задачами в радиотехнике и связи. В данной статье демонстрируется важная разница фазовых
сдвигов гармоник, умноженных на фазовый сдвиг другого сигнала, используемых в методах изме-
рений абсолютных фазовых сдвигов смесителей. Нами также был предложен метод, лишенный
указанных погрешностей измерений, который позволяет учесть нелинейность смесительного
диода и обеспечить снижение погрешности измерения. Результаты данного исследования имеют
большое значение для повышения точности измерений в радиотехнике и связи. Предложенный
метод, лишенный указанных погрешностей, может существенно повысить точность измерений
абсолютных фазовых сдвигов смесителей при гетеродинном преобразовании частоты. Это инно-
вационное решение позволяет учесть нелинейность смесительного диода и обеспечить увеличение
точности измерения, что может быть весьма полезно при создании приборов, способных изме-
рять сдвиг фаз испытуемого смесителя СВЧ и векторных вольтметров на базе программируемых
логических интегральных схем (ПЛИС).
Литература
Ustroystvo dlya izmereniya kompleksnykh koeffitsientov peredachi i otrazheniya SVCh–ustroystv s
preobrazovaniem chastity [Patent RF for invention No. 2524049. A device for measuring complex
transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion]; published:
07/27/2014.
2. Radiopriemnye ustroystva: uchebnik [Radio receivers. textbook], under the general ed. V.I. Siforova.
Moscow: Sovetskoe radio, 1974, pp. 502-507.
3. Strikha V.I., Buzaneva E.V., Radzievskiy E.A. Poluprovodnikovye pribory s bar'erom Shottki [Semiconductor
devices with a Schottky barrier]. Moscow: Sovetskoe radio, 1974, pp. 130-134.
4. Valiev K.A. Pamintsev Yu.I. Petrov G.V. Primenenie kontakta metall–poluprovodnik v elektronike
[Application of metal–semiconductor contact in electronics]. Moscow: Radio i svyaz', 1981, 86 p.
5. Medvedev V.V. Pruglo V.P. Uedzin R.I. Metody i apparatura dlya izmereniya parametrov SVChsmesiteley
[Methods and equipment for measuring parameters of microwave mixers], Sb. VIIFTRI.
Ser. Radiotekhnicheskie izmereniya [Collection of VIIFTRI. Series "Radio engineering measurements"].
Moscow, 1973.
6. Poluprovodnikovye diody. Parametry, metody izmereniy [Semiconductor diodes. Parameters and
measurement methods], ed. by N.N. Goryunova, Yu.Yu. Nosova. Moscow: Sovetskoe radio, 1968,
pp. 196-198.
7. Epifanov E.I., Novikov V.A., Chemes E.A. Eksperimental'nye issledovaniya radiochastotnykh
smesiteley [Experimental studies of radio frequency mixers], Radiotekhnika [Radio engineering],
1988, No. 10.
8. Korotkov K.S. Metody opredeleniya kompleksnykh koeffitsientov peredachi i otrazheniya SVCh–
ustroystv i preobrazovaniem chastoty: disc. … d-ra tekhn. nauk [Methods for determining the complex
coefficients of transmission and reflection of microwave devices and frequency conversion: dr. of eng.
sc. diss.]. Taganrog, 2002.
9. Diody poluprovodnikovye SVCh. Metody izmereniya elektricheskikh parametrov. GOST 19656.9-79
[Semiconductor microwave diodes. Methods of measuring electrical parameters. GOST 19656.9-79].
Moscow, 1987.
10. Dansmor Dzhoel' P. Nastol'naya kniga inzhenera. Izmereniya parametrov SVCh-ustroystv s
ispol'zovaniem peredovykh metodik vektornogo analiza tsepey [The Engineer's Handbook. Measurements
of parameters of microwave devices using advanced techniques of vector circuit analysis]:
translated from English and scientific edition by E.Y. Kharitonov [et al.]. Moscow: Tekhnosfera, 2019,
735 p. (Mir radioelektroniki, Minpromtorg Rossii; XVII–32 [World of Radioelectronics / Ministry of
Industry and Trade of Russia; XVII-32]). ISBN 978-5-94836-505-3.
11. Korotkov K.S. Malyshkov V.E. Surovennyy V.G. A.s. SSSR № 1475347 G01R 27/28 s prioritetom ot
13.12.86. Sposob opredeleniya sdviga faz chetyrekhpolyusnikov s preobrazovatelem chastoty
[A.S. USSR No. 1475347 G01R 27/28 with priority from 12/13/86]; Register. 22.12.86.
12. Chacran Jay, Tenenhltr R. Recent advances in microwave mixers, IRE Intern. Conv. Rec., 1961,
Vol. 9, No. 3.
13. Korotkov K.S., Malyshkov V.E., Surovennyy V.G. A.s. 1475347 SSSR, MKI G01 R 27/28. Sposob
opredeleniya sdviga faz chetyrekhpolyusnikov s preobrazovaniem chastoty [А.S. 1475347 USSR,
MKI G01 R 27/28. A method for determining the phase shift of four-pole frequency conversion];
application 13.12.86.
14. Radioizmeritel'nye pribory 90/91. Katalog. Izdeliya promyshlennosti sredstv svyazi [Radio measuring
devices 90/91. Catalog. Products of the communications industry]. 26th ed. Moscow: EKOS, 1989.
15. Panoramnyy izmeritel' raznosti faz koeffitsientov peredachi i raznosti koeffitsientov peredachi
chetyrekhpolyusnikov. RRK4–001/RRK4–003. Tekhnicheskoe opisanie i instruktsiya po ekspluatatsii
HV1.405.032 [Panoramic meter of the phase difference of the transmission coefficients and the difference
of the transmission coefficients of four-poles. RRK4–001/RRK4–003. Technical description and
operating instructions HV1.405.032]. Krasnodar, 1984.
16. Double Balanced Waveguide Mixer, Marki Microwave Company. E-mail mixers@
markimicrowave.com, 2000.
17. Broad Band Mixers, Lorch Microwave Company. E-mail lorchsales@lorch.com, 2000.
18. Accurate Mixer Measurements Using the ENA RF Networks Analyzers’ Frequency–Offset Mode,
Application Note 5989–1420EN, Keysight Technologies, 2014.
19. Korotkov K.S., Frolov D.R. A New Method of Measuring The Complex Parameters of Microwave //
Measurement Techniques. – 2014. – Vol. 57, Issue 6.
20. Joel P. Dunsmore (USA). Patent Application US 2012/0295548 A1 United States of America, Int. Cl.
H 04 B 17/00. System For Characterizing Mixer or Converter Response; assignee Agilent Technologies
Inc. – 13/110,129; filed May 18, 2011; pub. Date Nov 22, 2012.
21. Vyzulin S.A., Korotkov K.S. To the New Phase Shifts in Mixer Measurement Method, Nato Advanced
Research Workshop Microwave Physics and Technique. 30 sept – 5 oct, Sozopol Bulgaria, 1996.
22. Agilent 8510 Network Analyzer. Microwave Component Measurements – Amplitude and Phase
Measurements of Frequency Translation Devices Using the Agilent 8510C Network Analyzer, Product
Note 8510–7A, Agilent Technologies, Inc., 2006.
