Измерения трехпортовых смесителей на пластине вплоть до терагерцового диапазона с помощью станций пробников MPI

Измерительная задача

Точное определение характеристик высокочастотных смесителей и прочих преобразующих частоту компонентов на пластине в рамках проектирования и валидации устройств становится всё более сложной задачей в миллиметровом диапазоне.
Для проведения необходимых измерений таких параметров смесителей, как потери при преобразовании сигналов и согласование, рекомендуется использовать векторный анализатор цепей R&S®ZNA.
В зависимости от топологии смесителя требуются СВЧ-преобразователи на нескольких портах смесителя для работы с частотами, превышающими максимальную частоту векторного анализатора цепей.
Кроме того, для получения полного набора результатов измерений необходимо прикладывать пробники к различным точкам испытуемого устройства.

Решение компании Rohde & Schwarz

Для достижения высокой точности измерений трехпортовых смесителей непосредственно на пластине, особенно на частотах терагерцового диапазона, необходимо решение, сочетающее в себе эффективность, гибкость и полную интеграцию. Четырехпортовый векторный анализатор цепей R&S®ZNA идеально подходит для решения этой задачи.

В сочетании с внешними преобразователями частоты измерительная установка позволяет проводить измерения в трактах ВЧ-сигнала, гетеродина и промежуточной частоты, что оптимально подходит для определения характеристик смесителей с максимальной точностью на очень высоких частотах.

Особым преимуществом данного решения является очень эффективная механическая интеграция со станциями пробников MPI Corporation для измерений на пластине.

СВЧ-преобразователи можно легко устанавливать во всех основных направлениях на станциях пробников MPI. Компания Rohde & Schwarz предлагает полный ассортимент СВЧ-преобразователей для испытаний смесителей на частотах до 1,1 ТГц. Механическая конструкция преобразователей предусматривает достаточное пространство для размещения микроскопа вблизи пластины.

Современная архитектура анализатора R&S®ZNA с максимум 4 внутренними фазокогерентными источниками и 8 приемниками с широким динамическим диапазоном составляет солидную основу для высокоэффективных измерений. Анализатор R&S®ZNA также позволяет использовать два различных диапазона частот преобразователей в том случае, если частоты ВЧ-сигнала и гетеродина испытуемого устройства находятся в различных диапазонах волноводов.

Эта конфигурация поддерживает измерения основных параметров смесителей, таких как потери при преобразовании, сжатие, изоляция и согласование, с помощью единой испытательной установки.

Трехпортовая интеграция расширителей частоты

Впервые в отрасли компания MPI предлагает станцию пробников с возможностью одновременной установки трех расширителей частоты в позициях 0°, 90° и 270°. Это позволяет проводить трехпортовые измерения в миллиметровом и субтерагерцовом диапазонах непосредственно на пластине, что идеально подходит для определения характеристик преобразующих частоту устройств, в число которых входят широкополосные смесители.

Данная конфигурация поддерживает разнообразные расширители частоты, включая диапазон D (от 110 ГГц до 170 ГГц) и диапазон G (от 140 ГГц до 220 ГГц), с прямым подключением волноводного пробника к каждому расширителю. Это сводит к минимуму длину ВЧ-тракта и максимально повышает передачу мощности, стабильность фазы и направленность за счет снижения вносимых потерь и погрешности при измерениях на высоких частотах.

Такая функциональность реализована в нескольких системах пробников MPI, в том числе в ручной станции TS150-THZ 150 мм, которая оптимизирована для работы с пробниками миллиметрового и терагерцового диапазона. Прочие ручные и автоматизированные станции MPI также поддерживают трехпортовую интеграцию с аналогичным механическим подходом. Конструкция обеспечивает жесткое крепление расширителей наряду с обеспечением доступа к микроскопу и гибким выбором позиции пробников. Надежный повторяемый контакт необходим для получения достоверных и точных результатов измерений, особенно при работе с несколькими портами и диапазонами частот волноводов.

Калибровка проводится с помощью калибровочных подложек MPI или настраиваемых калибровочных мер на пластине под управлением ПО QAlibria®, которое существенно упрощает процедуру калибровки, гарантируя точность калибровки и воспроизводимость.

Заключение

Векторный анализатор цепей R&S®ZNA и передовые станции пробников MPI Corporation позволяют проводить прецизионные измерения трехпортовых смесителей непосредственно на пластине вплоть до терагерцового диапазона. Таким образом обеспечиваются непревзойденные рабочие характеристики, гибкость и механическая интеграция. Можно выполнять сложные задачи по определению характеристик, таких как потери при преобразовании сигналов, согласование и изоляция. Используя конфигурацию из универсального векторного анализатора цепей R&S®ZNA и инновационных станций пробников MPI Corporation, разработчики получают в свое распоряжение новые возможности для определения характеристик смесителей и достижения надежных результатов при работе с терагерцовыми и высокоскоростными ВЧ-технологиями следующего поколения.

MPI Corporation — это ведущий международный поставщик решений для испытаний полупроводников и фотоники, в ассортименте которого представлены современные системы пробников, пробниковые карты и системы тепловых испытаний для отраслей радиотехники, фотоники и силовых устройств.