Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Un analyseur de réseaux est un appareil de mesure permettant de caractériser un composant actif ou passif, à l’aide d’un ensemble de paramètres (impédance, admittance, de chaîne et de dispersion). Cet article décrit l’analyseur hétérodyne hyperfréquences et présente ses paramètres de caractérisation, les types de mesures effectuées, ses paramètres d’erreur, et enfin les méthodes de calibrage spécifique à ce type d’analyseur. Cette approche est illustrée par des exemples de mesures dans le domaine temporel, ainsi que des applications.
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Auteur(s)
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Joseph ACHKAR : Docteur de l’Université Paris-7 - Habilité à diriger des recherches (HDR) de l’Université Paris-6 - Ingénieur du laboratoire national de métrologie et d’essais LNE à l’Observatoire de Paris
INTRODUCTION
Un analyseur de réseaux est un appareil de mesure performant destiné à caractériser un composant ou dispositif multiport, actif ou passif, supposé linéaire de telle sorte qu’il puisse être entièrement défini par une matrice de paramètres complexes : matrice impédance, admittance, de chaîne, de dispersion S (scattering), etc. Cette caractérisation est généralement faite dans une large bande de fréquence (50 GHz). Les résultats de mesure et les grandeurs associées, en fonction de la fréquence, sont généralement affichés directement sur l’écran de visualisation de l’analyseur.
Dans ce dossier, on s’intéresse particulièrement aux analyseurs hétérodynes (dont le récepteur opère à fréquences intermédiaires) micro-ondes (ou hyperfréquences) où la mesure des tensions et courants devient problématique et de moindre intérêt que la connaissance de la propagation des puissances : c’est pourquoi, les analyseurs de réseaux mesurent, par construction, des facteurs de transmission et de réflexion par rapport à une impédance de référence, ou encore les paramètres de dispersion (paramètres S) du réseau multiport.
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Paramètres d’erreurs3. Paramètres de caractérisation
3.1 Mesures de transmission
La caractérisation en transmission d’un dispositif sous test dépend du signal incident et du signal transmis. Le paramètre de transmission étant le rapport linéaire entre la tension transmise et la tension incidente, pour une même impédance de référence. Pour toute mesure de transmission avec un analyseur de réseaux, il est impératif de définir le plan de référence en amplitude (référence 0 dB) et en phase (référence 0˚) du système de mesure. Pour ce faire, un simple calibrage THRU (§ 5.1.2) peut être suffisant. Si le dispositif sous test est un filtre, nous pouvons mesurer directement les pertes d’insertion dans une bande de fréquence donnée. Alors que si l’amplitude ne varie pas d’une manière significative avec la fréquence, ce n’est pas le cas pour la phase.
Par exemple, cas d’un câble coaxial : sa réponse en phase varie linéairement en fonction de la fréquence, et dépend de la longueur du câble et de la bande passante de mesure. Sa longueur électrique correspondante variera, système de mesure oblige, et un ajustement doit être effectué.
Pour cela, les analyseurs de réseaux modernes sont d’un grand secours car ils permettent un ajustement électronique de la longueur électrique en interne permettant d’équilibrer la réponse en phase du dispositif sous test. Cette compensation interne serait égale à la longueur électrique effective du dispositif. Afin de déterminer sa longueur physique, il faut prendre en compte les caractéristiques électromagnétiques du diélectrique constituant le dispositif.
Par ailleurs, l’analyseur de réseaux permet également de mesurer les distorsions (ondulation d’amplitude dans la bande passante, linéarité de phase par la mesure du retard de groupe moyennant quelques précautions) produites sur un réseau linéaire (filtre, amplificateur, etc.), tandis que la mesure des distorsions...
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Paramètres de caractérisation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BAREAU (P.) - Analyseurs de réseaux en micro-ondes - . Techniques de l’Ingénieur R 1 145, 4-1991 Archives.
-
(2) - ENGEN (G.F.) - Microwave circuit theory and foundations of microwave metrology - . IEE Electrical Measurement, series 9 (1992).
-
(3) - ACHKAR (J.) - Étude et caractérisation de lignes microruban suspendu en vue de la réalisation de composants hyperfréquences passifs - . Thèse de Doctorat de l’Université Paris-7 (janvier 1991).
-
(4) - Network analysers: product overviews, application notes and data sheets - . Agilent Technologies (2000-2005).
-
(5) - Vector network analysers: product overviews and specifications - . Rohde & Schwarz (June 2004).
-
(6) - Network analyzers technical data sheets - . Anritsu (2002-2004).
- ...
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE
AGILENT TECHNOLOGIES (Scalaire [10 kHz-110 GHz] et Vectoriel [10 Hz-325 GHz])
ANRITSU (Scalaire [10 MHz -110 GHz] et Vectoriel [10 Hz-325 GHz])
ROHDE & SCHWARZ (Vectoriel [300 kHz-40 GHz])
HAUT DE PAGE
Agilent Technologies (Kits de calibrage et de vérification, adaptateurs, câbles, composants en coaxial [DC à 110 GHz] et en guide [8,2 à 110 GHz])
Maury Microwave (Kits de calibrage, adaptateurs, composants en coaxial [DC à 67 GHz] et en guide [1,7 à 110 GHz], lignes à air et tronçons de guide de précision)
Anritsu (Kits de calibrage et de vérification, adaptateurs, câbles, composants en coaxial [DC à 110 GHz])
Flann (Kits de calibrage et de vérification, composants en guide [1,14 à 110 GHz])
Gore (Câbles coaxiaux haute précision [DC à 67 GHz])
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