一种短时S函数史密斯圆图分析装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种短时S函数史密斯圆图分析装置及方法，属于测试领域，本发明专利技术将网络分析仪中的固态史密斯圆图分析分解为相关电距离的瞬态史密斯圆图，用以分析电缆、连接器、夹具等器部件连阻抗的连续性变化，可以便捷、直观、准确的进行连续阻抗测试，快速直观的给出连续阻抗变换，并补偿了常规方法的测试误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测试领域，具体涉及一种短时S函数史密斯圆图分析装置及方法。
技术介绍
目前矢量网络分析仪中，使用“黑箱理论”，将电缆、连接器、夹具等具有一定电长度的器部件统一当做被测件测试一组S参数，对连续阻抗的变换一般采用频时分析方法，观察脉冲响应函数和阶跃响应函数，不能直观的表达阻抗的连续变化，且响应幅度有误差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种短时S函数史密斯圆图分析装置及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，可以便捷、直观、准确的进行连续阻抗测试。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种短时S函数史密斯圆图分析装置，包括信号发生器、耦合器、接收机和负载；所述信号发生器，被配置为用于产生激励信号；所述接收机，包括用于第一I/Q接收机和第二I/Q接收机；所述第一I/Q接收机，被配置为用于测试信号发生器的发射信号；所述第二I/Q接收机，被配置为用于测试被测件的反射信号；所述耦合器，被配置为用于从信号发生器的激励信号耦合部分信号送入第一I/Q接收机，以及从被测件的反射信号耦合部分信号送入第二I/Q接收机；所述负载，被配置为用于吸收被测件的输出信号；信号发生器输出激励信号，其中一小部分激励信号经过耦合器的耦合进入第一I/Q接收机，大部分激励信号经过被测件的输入端进入被测件，其中产生的反射信号经过被测件的输入端输出，经过耦合器的耦合进入第二I/Q接收机，产生的输出信号经过被测件的输出端加载至负载被负载吸收。此外，本专利技术还提到一种短时S函数史密斯圆图分析方法，该方法采用如上所述的一种短时S函数史密斯圆图分析装置，包括如下步骤：步骤1：测试被测件的反射S函数，具体包括如下步骤：步骤1.1：信号发生器发射信号激励被测件；步骤1.2：通过第一I/Q接收机测试信号发生器的发射信号的矢量，读数记为R(f0+nΔf)；步骤1.3：通过第二I/Q接收机测试被测件的反射信号的矢量，读数记为A(f0+nΔf)；步骤1.4：被测件的反射S函数表示为S′11(f0+nΔf)＝A(f0+nΔf)/R(f0+nΔf)；其中，f0表示测试的初始频率，Δf表示频率变化间隔；步骤2：根据公式(1)对被测件的反射S函数进行包括时间轴在内的修正，修正结果表示为S11(f0+nΔf)＝FFT([IFFT(S′11(f0+nΔf))*δ(t-t0)]·u(t)) (1)；其中，FFT(·)为快速傅里叶变换计算；IFFT(·)为拟傅里叶变换计算；*为卷积计算；δ(t-t0)为单位脉冲函数；t0是测试空置，即信号发生器不连接被测件和负载时最大波峰对应的时延值；u(t)为单位阶跃函数；步骤3：采用频时转换技术并根据公式(2)求解脉冲响应Pluse(kΔTs) P l u s e ( kΔT s ) = W k 2 / 2 Σ n = 0 N - 1 g ( n ) W - ( k - n ) 2 / 2 , k = 0 , 1 , ... , N - 1 - - - ( 2 ) ; ]]>其中，A＝A0exp(jθ0)，A0为取样点的半径长度；θ0为取样点的相角；W0为螺旋线的伸展曲率；为相邻两取样点间的等分角，为变换的中间变量；N为取样点数；ΔTs＝L/[C(N-1)]为采样的时间间隔；L为被测件的物理长度；C为被测件的微波传播速度；步骤4：根据公式(3)对脉冲响应Pluse(kΔTs)进行修正，得到修正数据Pluse′(kΔTs)Pluse′(kΔTs)＝Pluse(kΔTs)·B(kΔTs) (3)；其中，B(kΔTs)＝σΔTs/C，B(kΔTS)为脉冲响应的修正系数，σ为被测件单位长度的损耗；步骤5：设置窗函数及滑动门函数，采用短时S函数分析显示动态史密斯圆图。优选地，在步骤5中，具体包括步骤5.1：设置窗函数Window及滑动门函数Gateq(n,ΔN,Δt)，Window选用汉宁窗或贝塞尔窗，滑动门函数Gateq(n,ΔN,Δt)的取值如下： Gate q ( n , Δ N , Δ t ) = 1 , ( t 0 + q Δ t ) / ΔT s - Δ N / 2 + 1 ≤ n ≤ ( t 0 + q Δ t ) / 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短时S函数史密斯圆图分析装置，其特征在于：包括信号发生器、耦合器、接收机和负载；所述信号发生器，被配置为用于产生激励信号；所述接收机，包括用于第一I/Q接收机和第二I/Q接收机；所述第一I/Q接收机，被配置为用于测试信号发生器的发射信号；所述第二I/Q接收机，被配置为用于测试被测件的反射信号；所述耦合器，被配置为用于从信号发生器的激励信号耦合部分信号送入第一I/Q接收机，以及从被测件的反射信号耦合部分信号送入第二I/Q接收机；所述负载，被配置为用于吸收被测件的输出信号；信号发生器输出激励信号，其中一小部分激励信号经过耦合器的耦合进入第一I/Q接收机，大部分激励信号经过被测件的输入端进入被测件，其中产生的反射信号经过被测件的输入端输出，经过耦合器的耦合进入第二I/Q接收机，产生的输出信号经过被测件的输出端加载至负载被负载吸收。

【技术特征摘要】
1.一种短时S函数史密斯圆图分析装置，其特征在于：包括信号发生器、耦合器、接收机和负载；所述信号发生器，被配置为用于产生激励信号；所述接收机，包括用于第一I/Q接收机和第二I/Q接收机；所述第一I/Q接收机，被配置为用于测试信号发生器的发射信号；所述第二I/Q接收机，被配置为用于测试被测件的反射信号；所述耦合器，被配置为用于从信号发生器的激励信号耦合部分信号送入第一I/Q接收机，以及从被测件的反射信号耦合部分信号送入第二I/Q接收机；所述负载，被配置为用于吸收被测件的输出信号；信号发生器输出激励信号，其中一小部分激励信号经过耦合器的耦合进入第一I/Q接收机，大部分激励信号经过被测件的输入端进入被测件，其中产生的反射信号经过被测件的输入端输出，经过耦合器的耦合进入第二I/Q接收机，产生的输出信号经过被测件的输出端加载至负载被负载吸收。2.一种短时S函数史密斯圆图分析方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的一种短时S函数史密斯圆图分析装置，包括如下步骤：步骤1：测试被测件的反射S函数，具体包括如下步骤：步骤1.1：信号发生器发射信号激励被测件；步骤1.2：通过第一I/Q接收机测试信号发生器的发射信号的矢量，读数记为R(f0+nΔf)；步骤1.3：通过第二I/Q接收机测试被测件的反射信号的矢量，读数记为A(f0+nΔf)；步骤1.4：被测件的反射S函数表示为S′11(f0+nΔf)＝A(f0+nΔf)/R(f0+nΔf)；其中，f0表示测试的初始频率，Δf表示频率变化间隔；步骤2：根据公式(1)对被测件的反射S函数进行包括时间轴在内的修正，修正结果表示为S11(f0+nΔf)＝FFT([IFFT(S′11(f0+nΔf))*δ(t-t0)]·u(t)) (1)；其中，FFT(·)为快速傅里叶变换计算；IFFT(·)为拟傅里叶变换计算；*为卷积计算；δ(t-t0)为单位脉冲函数；t0是测试空置，即信号发生器不连接被测件和负载时最大波峰对应的时延值；u(t)为单位阶跃函数；步骤3：采用频时转换技术并根据公式(2)求解脉冲响应Pluse(kΔTs) P l u s e ( kΔT s ) = W k 2 / 2 Σ n = 0 N - 1 g ( n ) W - ( k - n ) 2 / 2 , k = 0 , 1 , ... , N - 1 - - - ( 2 ) ; ]]>其中，A＝A0exp(jθ0)，A0为取样点的半径长度；θ0为取样点的相角；W0为螺旋线的伸展曲率；为相邻两取样点间的等分角，为变换的中间变量；N为取样点数；ΔTs＝L/[C(N-1)]为采样的时间间隔；L为被测件的物理长度；C为被测件的微波传播速度；步骤4：根据公式(3)对脉冲响应Pluse(kΔTs)进行修正，得到修正数据Pluse′(kΔTs)Pluse′(kΔTs)＝Pluse(kΔTs)·B(kΔTs) (3)；其中，B(kΔTs)＝σΔTs/C，B(kΔTS)为脉冲响应的修正系数，σ为被测件单位长度的损耗；步骤5：设置窗函数及滑动门函数，采用短时S函数分析显示动态史密斯圆图。3.根据权利要求2所述的短时S函...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨保国，年夫顺，梁胜利，李树彪，曹志英，王尊峰，黎明敏，蔡洪坤，张庆龙，许春卿，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37