¿Cómo se puede hacer el circuito de medición de componentes S11 en una PCB?

No es necesario que mida \ $ S_ {11} \ $ para determinar la constante dieléctrica de su material.

Usted podría, por ejemplo, hacer un condensador con su material, ponerlo en serie o en paralelo con un inductor de valor conocido, y excitarlo con una fuente de frecuencia de barrido. Entonces solo necesitaría un rectificador o un detector de rf (básicamente el mismo circuito pero con un nombre diferente dependiendo de la frecuencia de operación) y un voltímetro (o ADC) para encontrar la frecuencia de resonancia.

Esto probablemente funcionaría mejor en el rango de frecuencia de 1 kHz a 10 MHz.

Podría hacer un resonador dieléctrico con su material y nuevamente usar una fuente de frecuencia de barrido, un detector de rf y un voltímetro para determinar la frecuencia de resonancia. Es probable que esto funcione mejor en el rango de frecuencia de 100 MHz a ~ 5 GHz.

Si decide que desea realizar una medición de reflexión, si no necesita información de la fase (por lo que aún no es una medición completa de \ $ S_ {11} \ $), podría usar un VSWR- metro. Esto es mucho más simple que un VNA, pero aún requiere un acoplador direccional para construir uno. Esto significa cierta dificultad si desea que la medida abarque una octava o más de frecuencia. Puede buscar en Google "Esquema del medidor VSWR" y obtener numerosas ideas de diseño.

Si no le importa realizar la medición manualmente, puede medir \ $ S_ {11} \ $ utilizando una sonda de línea aérea. Vea mi pregunta en VSWR para obtener más información sobre cómo se ve esto. . La medición de VSWR da la magnitud de \ $ S_ {11} \ $ y la posición de las sondas para encontrar los mínimos y los máximos da la fase. La frecuencia mínima de esta medición es limitada porque la línea de aire debe tener al menos un cuarto de longitud de onda, y la frecuencia máxima está limitada por la precisión con la que puede colocar las sondas (y la respuesta de frecuencia de las sondas).

Otro paso para construir un VNA es un voltímetro vectorial. Esto permite una medición automatizada tanto de ganancia como de fase.

Si busca en Google, encontrará algunos diseños publicados para VNA caseros, principalmente dirigidos a las frecuencias utilizadas en la radio amateur. Básicamente, esto significa combinar voltímetros vectoriales múltiples con acopladores direccionales para obtener mediciones de parámetros de amplitud y fase S completamente automatizadas.