一种多端口夹具自动去嵌入方法技术

本发明专利技术公开了一种多端口夹具自动去嵌入方法，属于通信领域。本发明专利技术通过对多端口夹具的S参数进行无源性、因果性和对称性加强，提高了去嵌入的准确性，进而提高了S参数的测试精度，降低了对多端口校准件的要求，实现简单且提高了测试效率。

A multi port fixture automatic de embedding method

The invention discloses a multi port clamp automatic deembedding method, which belongs to the field of communication. The invention enhances the passivity, causality and symmetry of S parameters of multi-port fixture, improves the accuracy of de-embedding, and then improves the test precision of S parameters, reduces the requirement of multi-port calibrator, realizes simple and improves the test efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种多端口夹具自动去嵌入方法
本专利技术属于通信领域，具体涉及一种多端口夹具自动去嵌入方法。
技术介绍
随着第五代移动通信的快速发展、互联网与物联网对信息传输带宽的更高要求，数字链路中的微波毫米波效应越来越成为制约高质量数据传输的瓶颈因素，矢量网络分析仪等传统的微波毫米波仪器在数字电路的设计中应用越来越广泛。首先，在高速数字电路的测试中，许多被测件都没有同轴连接器(例如高速背板)，只能通过测试夹具将被测件与同轴电缆连接在一起，进一步才能在同轴环境下进行测试。但是，要获得被测件真实的特性，必须精确去除夹具效应。尽管可以通过电磁仿真软件的对夹具进行建模，或者在非同轴的被测件基板上构建多个校准标准件来进行TRL、SOLT等校准，表征和去除夹具效应，但这些方法非常繁杂而且耗时。再者，高速数字电路的被测件一般采用差分形式进行多端口的信号传输，传统的方法进行多端口的夹具效应效率很低。是德科技的自动夹具移除选件(AFR)可帮助工程师快速、精确地去除非同轴器件测量环境中的夹具效应，主要原理是利用夹具的时域测量来补偿输入端和输出端的失配以及损耗，即便输入端和输出端的失配不相同也可以工作。使用该选件，必须首先对夹具输入端的参考面进行同轴校准；然后再测量一个或多个标准件，将其作为夹具的两端口直通通道。现有的多端口夹具去嵌入技术主要有两类，一类是制作多种标准校准件，进行复杂的SOLT，TRL等校准，操作复杂且步骤容易出错，另外如何表征这类校准件也是这类方法的难点，如果处理不慎，校准误差大；再者，制作多种校准件的成本也较高。另一类方法是是德科技公司的自动夹具移除方法，该方法操作简单，只需要对称的两倍直通校准件就可以将夹具的效应去除。但由于测试误差的影响，原始的夹具测试数据会存在无源性、因果性和对称性的问题，在存在问题的数据上进行去嵌入，会引入测试误差。
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多端口夹具自动去嵌入方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多端口夹具自动去嵌入方法，包括如下步骤：步骤1：准备对称夹具和两倍直通线校准件，对称夹具上传输线的间距大于线宽的3-5倍以上；步骤2：通过测试电缆将被测件与多端口矢量网络分析仪连接在一起，采用电子校准件完成多端口矢量网络分析仪的校准，将整个多端口矢量网络分析仪的测试端面延伸到测试电缆的同轴接头位置；步骤3：将对称夹具连接到测试电缆的同轴端口，并在对称夹具的另外的端口处接入被测件，通过校准后的多端口矢量网络分析仪获得对称夹具和被测件的原始S参数矩阵SRaw；步骤4：对步骤3中获得的原始S参数矩阵进行无源性、因果性和对称性检测，根据公式(1)进行无源性检测，根据公式(2)进行因果性检测，根据公式(3)进行对称性检测；如得到的S参数不满足无源性、因果性和对称性的任意一种，便进行该特性的补偿，检测和补偿完成后得到修正的S参数矩阵Supdate；eigvalue(S*·S)≤1(1)；Si,j(t)＝0,t≤tij(2)；S＝ST(3)；其中，eigvalue(·)代表矩阵特征值，Si,j(t)代表S参数矩阵的第i行第j列元素的时域响应；步骤5：将两倍直通线校准件接入到多端口矢量网络分析仪的电缆上，并测得两倍直通线校准件的原始S参数矩阵然后根据公式(1)进行无源性检测，根据公式(2)进行因果性检测，根据公式(3)进行对称性检测；如得到的S参数不满足无源性、因果性和对称性的任意一种，便进行该特性的补偿，检测和补偿完成后，得到修正后的S参数矩阵步骤6：采用矢量匹配方法得到修正后的两倍直通线校准件S参数矩阵的传递函数矩阵根据线性系统理论得到其状态空间形式，如公式(4)所示，将公式(4)离散化得到离散的状态空间形式，如公式(5)所示；其中，A,B,C,D为状态空间的系数矩阵，G,H是离散状态空间形式的系数矩阵；步骤7：通过公式(5)能够获得两倍直通线校准件的时域响应矩阵，如公式(6)所示，然后利用公式(6)中的测量两倍直通线校准件的时域响应，从而确定出两倍直通线校准件的总时延，之后接着测量两倍直通线校准件的时域响应，两倍直通线校准件的左半边定义为左侧校准件，两倍直通线校准件的右半边定义为右侧校准件，通过时域门方法得到左侧校准件的选通响应通过时域到频域的变换获得左侧校准件的参数；接着反方向测量两倍直通线校准件的时域响应，通过时域门方法得到右侧校准件的选通响应通过时域到频域的变换获得右侧校准件的参数；设左侧校准件的四个参数是右侧校准件的四个参数是对于两倍直通线校准件我们有2个已知量和和步骤4中修正的S参数矩阵Supdate中四个元素，即假设左侧校准件和右侧校准件分别是对称的，即由前述可知，只剩4个未知量：由梅森公式和四个直通校准件S参数能够求解出4个未知量；步骤8：由步骤7得到左侧校准件的四个参数和右侧校准件的四个参数同时两倍直通线校准件上传输线的长度、宽度及所用的板材与夹具完全一致，因此用单侧校准件的响应代表单侧夹具的响应，根据夹具上传输线的条数、左侧校准件的四个参数和右侧校准件的四个参数，组成夹具的S参数矩阵SFixA和SFixB，并将这两个S参数矩阵转换为T参数矩阵的形式TFixA和TFixB；步骤9：将步骤4中修正的S参数矩阵Supdate转换为T参数矩阵Tupdate，根据公式(7)经过矩阵逆运算得到被测件的T参数矩阵TDUT，并将其转换为S参数矩阵SDUT，去嵌入完成；Tupdate＝TFixA·TDUT·TFixA(7)；其中，TFixA为左侧夹具的时域响应，TFixB为右侧夹具的时域响应。本专利技术所带来的有益技术效果：本专利技术通过端口矢量网络分析仪获得对称两倍直通线校准件的S参数，使用矢量拟合算法对S参数进行处理得到它的传递函数，将传递函数，转换为状态空间形式并获得夹具的冲击响应，通过时域门夹具的方法获得单侧夹具的时域响应并通过傅里叶变换到频域，最后使用去嵌入算法将夹具的S参数作用于原始的S参数，获得夹具的真实特性；单侧夹具S参数的获取算法；使用矢量拟合算法进行对称夹具S参数的拟合，然后转换为状态空间形式，采用时域门夹取的方法获得单侧夹具的S参数；本专利技术降低了对多端口校准件的要求，实现简单且提高测试效率；本专利技术通过对多端口夹具的S参数进行无源性、因果性和对称性加强，提高了去嵌入的准确性，进而提高了S参数的测试精度。附图说明图1为对称夹具及校准件结构示意图。图2为测试连接图。图3为本专利技术方法的流程图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：一种多端口夹具自动去嵌入方法，其流程如图3所示，包括如下步骤：步骤1：准备对称夹具和两倍直通线校准件，如图1所示，对称夹具上传输线的间距大于线宽的3-5倍以上；步骤2：通过测试电缆将被测件与多端口矢量网络分析仪连接在一起，采用电子校准件完成多端口矢量网络分析仪的校准，将整个多端口矢量网络分析仪的测试端面延伸到测试电缆的同轴接头位置；步骤3：将图1所示的对称夹具连接到测试电缆的同轴端口，并在对称夹具的另外的端口处接入被测件，如图2所示，通过校准后的多端口矢量网络分析仪获得对称夹具和被测件的原始S参数矩阵SRaw；步骤4：对步骤3中获得的原始S参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端口夹具自动去嵌入方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：准备对称夹具和两倍直通线校准件，对称夹具上传输线的间距大于线宽的3‑5倍以上；步骤2：通过测试电缆将被测件与多端口矢量网络分析仪连接在一起，采用电子校准件完成多端口矢量网络分析仪的校准，将整个多端口矢量网络分析仪的测试端面延伸到测试电缆的同轴接头位置；步骤3：将对称夹具连接到测试电缆的同轴端口，并在对称夹具的另外的端口处接入被测件，通过校准后的多端口矢量网络分析仪获得对称夹具和被测件的原始S参数矩阵SRaw；步骤4：对步骤3中获得的原始S参数矩阵进行无源性、因果性和对称性检测，根据公式(1)进行无源性检测，根据公式(2)进行因果性检测，根据公式(3)进行对称性检测；如得到的S参数不满足无源性、因果性和对称性的任意一种，便进行该特性的补偿，检测和补偿完成后得到修正的S参数矩阵Supdate；eigvalue(S*·S)≤1    (1)；Si,j(t)＝0,t≤tij    (2)；S＝ST    (3)；其中，eigvalue(·)代表矩阵特征值，Si,j(t)代表S参数矩阵的第i行第j列元素的时域响应；步骤5：将两倍直通线校准件接入到多端口矢量网络分析仪的电缆上，并测得两倍直通线校准件的原始S参数矩阵...

【技术特征摘要】
1.一种多端口夹具自动去嵌入方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：准备对称夹具和两倍直通线校准件，对称夹具上传输线的间距大于线宽的3-5倍以上；步骤2：通过测试电缆将被测件与多端口矢量网络分析仪连接在一起，采用电子校准件完成多端口矢量网络分析仪的校准，将整个多端口矢量网络分析仪的测试端面延伸到测试电缆的同轴接头位置；步骤3：将对称夹具连接到测试电缆的同轴端口，并在对称夹具的另外的端口处接入被测件，通过校准后的多端口矢量网络分析仪获得对称夹具和被测件的原始S参数矩阵SRaw；步骤4：对步骤3中获得的原始S参数矩阵进行无源性、因果性和对称性检测，根据公式(1)进行无源性检测，根据公式(2)进行因果性检测，根据公式(3)进行对称性检测；如得到的S参数不满足无源性、因果性和对称性的任意一种，便进行该特性的补偿，检测和补偿完成后得到修正的S参数矩阵Supdate；eigvalue(S*·S)≤1(1)；Si,j(t)＝0,t≤tij(2)；S＝ST(3)；其中，eigvalue(·)代表矩阵特征值，Si,j(t)代表S参数矩阵的第i行第j列元素的时域响应；步骤5：将两倍直通线校准件接入到多端口矢量网络分析仪的电缆上，并测得两倍直通线校准件的原始S参数矩阵然后根据公式(1)进行无源性检测，根据公式(2)进行因果性检测，根据公式(3)进行对称性检测；如得到的S参数不满足无源性、因果性和对称性的任意一种，便进行该特性的补偿，检测和补偿完成后，得到修正后的S参数矩阵步骤6：采用矢量匹配方法得到修正后的两倍直通线校准件S参数矩阵的传递函数矩阵根据线性系统理论得到其状态空间形式，如公式(4)所示，将公式(4)离散化得到离散的状态空间形式，如公式(5)所示；其中，A,B,C,...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国平，年夫顺，庄志远，刘丹，杨明飞，梁胜利，
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