Frequenzgang Streifenleitung

[Hannes J. (hannes_j)]

Hallo,

ich habe ein Problem bei der Deutung einiger Messungen von 
Streifenleitern, die ich im Praktikum gemacht habe. Gemessen wurden die 
S-Parameter einer koplanaren Zweistreifenleitung (also Substrat und oben 
drauf zwei Leiter für Signal und Ground).

Irgendwie stehe ich aber ziemlich auf dem Schlauch, was einige 
Schlussfolgerungen aus der Messung angeht. Wir haben das Thema 
Welligkeit und Fehlanpassung alles in der Uni behandelt, aber immer nur 
bezogen auf eine Frequenz. Der Amplituden-Frequenzgang der Leitung zeigt 
nun eine recht starke Welligkeit, irgendwie will aber der Groschen nicht 
fallen, wie ich Welligkeit über eine Frequenz zu interpretieren habe.

Kann mir evtl. jemand einen Schubs in Richtung Durchblick geben? :)

Danke!

[npn (Gast)]

Hannes J. schrieb:
> irgendwie will aber der Groschen nicht
> fallen, wie ich Welligkeit über eine Frequenz zu interpretieren habe.

Das geht sowieso nur mit der Betrachtung des entsprechenden 
Frequenzbandes. Die Welligkeit einer einzelnen Frequenz existiert nicht. 
Sie gibt die unterschiedlichen Pegel der Durchlaßkurve über die Frequenz 
an. Also in einem bestimmten Frequenzbereich hast du Pegelunterschiede 
je nach Frequenz. Im Idealfall ist die Welligkeit=0, aber in der Praxis 
wirst du nie einen ideal ebenen Frequenzgang haben.

[Hannes J. (hannes_j)]

Welligkeit über die Frequenz, falsch ausgedrückt, sorry... Jedenfalls 
habe ich mich bei (Amplituden-)Frequenzgängen immer nur mit denen z. B. 
von Filtern beschäftigt (Ablesen der Grenzfrequenz, Steilheit, usw.). 
Ich möchte aber gern wissen, woher eine gleichmäßige Welligkeit über die 
Frequenz bei einer einfachen Streifenleitung kommen könnte.

Gemessen wurde im Bereich von 100 MHz bis 60 GHz. Die Leitung ist knapp 
3 mm lang. Bei 60 GHz bin ich bei ca. -3 dB und es zeigt sich eine 
Welligkeit mit Maximum alle 20 GHz.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Ein Netzwerkanalysator hat üblicherweise eine Kalibrierfunktion, man 
schließt einen Abschlußwiderstand an und drückt die "auto-levelling" 
Taste.
Wenn man jetzt ein Kabel zwischen Ausgang des Analyzers und dem 
Widerstand anschließt, hat man meistens auch solche Wellen. Mit zwei 
unterschiedlich langen Kabeln vorher/nachher wird das noch schlimmer. 
Vorher hat man das ganze im Smith-Diagramm auf einen Punkt 
zusammengebracht, jetzt bewegt sich die Kurve auf Kreisbahnen um den 
Mittelpunkt. Wären alle beteiligten Teile perfekt angepasst, dann würde 
es immer noch eine Gerade ergeben.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Eine Welligkeit im Frequenzgang sind stehwellen. Also 
Wellenlaengenabhaengige Interferenzen. Vorher muss man den NA aber 
kalibrieren.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Einmal herum im Smith-Diagramm ist eine halbe Wellenlänge.
Eine halbe Wellenlänge mehr die auf die Leitung passt macht also eine 
Schwingung im Frequenzgang. Für 60 GHz sind 2,5 mm eine halbe 
Wellenlänge, Verkürzungsfaktor nicht gerechnet, dann werden es etwa 1,5 
mm. Reflektionsmessung verdoppelt die Leiterbahnlänge

[Hannes J. (hannes_j)]

Got it! Vielen Dank!

[dfIas (Gast)]

Wie sieht denn der Übergang von koaxial auf SL aus? Breitbandig ohne 
Stoßstelle geht das doch nicht, oder?

[Hannes J. (hannes_j)]

Dafür wurden solche Probes verwendet, die dann direkt auf die 
Streifenleitung gesetzt werden. Theoretisch sollten die kalibriert sein, 
aber der Fehler kann eigentlich nur dort liegen, ja!

[dfIas (Gast)]

Verschwindet die Welligkeit bei längeren SLs? Meine Vermutung geht 
dahin, dass man zwar je einen Übergang breitbandig kompensieren kann 
(rechentechnisch), aber nur mit der Randbedingung "Leiterlänge >> 
-breite/-höhe/-durchmesser". Im vorliegenden Fall (Länge 3 mm) 
überschneiden sich ggf. bereits die Übergangsbereiche von Ein- und 
Ausgang und werden somit nicht mehr richtig kompensiert.

Man könnte dann besser auf objektseitige Kompensation setzen, also z. B. 
den Unterschied zwischen einer 10-mm- und einer 13-mm-Leitung bestimmen. 
Bin mir aber nicht sicher, ob der Fehler dann nicht sogar größer würde.