Hay dos tipos principales de parámetros S en las pruebas de RF y microondas:
- Parámetros de dispersión directa (S21, S12):
- S21 (Coeficiente de transmisión): S21 representa la relación entre la señal de salida y la señal de entrada cuando la señal viaja del puerto 1 al puerto 2 del dispositivo o red. Cuantifica qué parte de la señal de entrada se transmite a la salida.
- S12 (coeficiente de transmisión inversa): S12 representa la transmisión inversa del puerto 2 al puerto 1. Cuantifica qué parte de la señal en el puerto 2 se acopla de nuevo al puerto 1.
- Parámetros de dispersión inversa (S11, S22):
- S11 (coeficiente de reflexión en el puerto 1): S11 mide cuánta señal de entrada se refleja hacia el puerto 1 cuando llega al puerto de entrada. Cuantifica el desajuste de impedancia en el puerto 1.
- S22 (Coeficiente de reflexión en el puerto 2): S22 es similar a S11, pero mide la reflexión en el puerto 2. Cuantifica el desajuste de impedancia en el puerto 2.
Cada parámetro S suele ser un número complejo, con información tanto de magnitud (amplitud) como de fase. La magnitud proporciona información sobre la atenuación o amplificación de la señal, mientras que la fase describe el cambio de fase introducido por el dispositivo.
Además de los parámetros S básicos, se pueden definir parámetros S de orden superior (por ejemplo, S31, S41, etc.) o parámetros diferenciales para dispositivos multipuerto, pero los parámetros S más utilizados son para dispositivos de dos puertos.
Las mediciones del parámetro S son esenciales para diversas tareas de diseño de RF y microondas, siendo las más esenciales la caracterización y modelado de componentes. Los ingenieros utilizan parámetros S para comprender cómo se comportan dispositivos como amplificadores, filtros y antenas dentro de un rango de frecuencia específico.
2) ¿Qué equipo de prueba se requiere?
La realización de mediciones de alta frecuencia (pruebas de RF y microondas) requiere equipos de prueba especializados para analizar y caracterizar con precisión señales en estos rangos de frecuencia. El equipo de prueba puede variar según los requisitos, pero los equipos de prueba comunes incluyen:
- Generador de señales: un generador de señales genera señales precisas de RF y MW en frecuencias y niveles de potencia específicos, proporcionando señales de estímulo para pruebas y calibración. Los generadores de señales pueden ser generadores de señales vectoriales para esquemas de modulación más complejos o generadores de señales analógicas para señales moduladas más simples.
- Analizador de espectro: Los analizadores de espectro son esenciales para analizar el dominio de frecuencia de las señales de RF y MW. Muestran amplitudes de señal versus frecuencia, lo que permite medir características de la señal como frecuencia, potencia, armónicos y emisiones espurias. Los analizadores de espectro modernos también pueden realizar mediciones adicionales, como RTSA (Análisis de espectro en tiempo real), medición de ruido de fase o análisis vectorial de señales (VSA), lo que hace que el instrumento sea más versátil.
- Analizador de redes vectoriales (VNA): los VNA son cruciales para caracterizar los parámetros S de los dispositivos, medir los coeficientes de reflexión y transmisión y determinar la adaptación de impedancia. Dependiendo del DUT (Dispositivo Bajo Prueba), los VNA pueden medir características como ganancia, pérdida de inserción, acoplamiento y aislamiento. Los VNA tradicionales también pueden realizar mediciones avanzadas, como mediciones multidominio, mediciones de figura de ruido y mediciones diferenciales.
- Medidor de potencia: Los medidores de potencia miden con precisión el nivel de potencia de las señales de alta frecuencia. Se pueden utilizar con varios sensores y detectores de potencia para medir niveles de potencia CW, promedio, True-RMS, pico o muy altos. Hoy en día, cada vez es más habitual hablar de sensores de potencia USB en lugar de medidores de potencia. Estos utilizan un ordenador como medidor, lo que hace que la solución sea más liviana, más barata y transportable que los medidores de energía estándar. Los sensores de alimentación USB también son perfectos para mediciones de campo donde el ordenador externo suministra el sensor.
