一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法技术

本发明专利技术的一个实施例公开了一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法，包括以下步骤：S10：根据被测在片S参数标准器的工作频率和衰减量，选择相应的波导可变衰减器；S30：构建在片S参数测量系统并设置射频信号源和本振信号源的频率；S50：被测在片S参数标准器不接入所述在片S参数测量系统，初始校准所述在片S参数测量系统的第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第一位置；S70：将被测在片S参数标准器接入所述在片S参数测量系统，调节波导可变衰减器使系统恢复到所述第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第二位置；S90：根据所述波导可变衰减器的第一位置和第二位置计算被测在片S参数标准器传输幅度的定标值。测在片S参数标准器传输幅度的定标值。测在片S参数标准器传输幅度的定标值。

【技术实现步骤摘要】
一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法


[0001]本专利技术涉及片S参数测量
，更具体地，涉及一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法。

技术介绍

[0002]近年来，现代的各种军用、民用电子装备对高集成度、高频率、低功耗等要求越来越高，器件的设计大量采用了表面技术，随之而来的是首先要解决这些表面器件S参数的测量问题。表面器件的测量通常采用片上测量系统来实现，片上S参数测量系统包括网络分析仪、探针台、探针及校准基片构成。
[0003]片上S参数测量系统的测量准确度由网络分析仪的剩余误差、探针的技术指标、所采用的校准方法、校准基片的理想程度以及连接重复性等决定，由于这几者之间的关系比较复杂而且各个分量难以准确单独确定，所以难于用分项分析的方法确定片上测量系统的测量准确度。为了确定片上测量系统的测量准确度，通常需要具有一定标准值的标准器对系统的测量参数进行定标，比较标准器的定标值和利用片上S参数测量系统实际测量得到的值，从而得到系统的测量准确度。
[0004]传输幅度测量准确度是片上S参数测量系统的一个重要参数，目前采用的片上S参数测量系统的传输幅度检验件为一个具有共面波导连接线形式的衰减器。如图1所示，其中1为基材、2为地线、3为信号线、4为薄膜电阻。信号线为一宽度均匀的金属层，其宽度根据基材介电常数、基材厚度、金层厚度、信号线与地线之间的间隔等设计成特性阻抗为50Ω的传输线，薄膜电阻的方阻一般为50Ω或100Ω，通过设计T型或π型网络构成相应衰减量的衰减器，根据被检网络分析仪在片测量系统的传输幅度测量范围，衰减器的衰减量一般为20dB、40dB、60dB等。
[0005]片上S参数测量系统经校准完毕后用探针搭在传输幅度检验件的两侧测量传输幅度，已知传输幅度检验件的定标值为y，通过测量得到片上测量系统的测量值为y0，通过比较y和y0的值得到系统偏差从而实现片上测量系统传输幅度的定标。
[0006]目前对于作为片上S参数测量系统传输幅度标准器的片上衰减器的定标值的获取主要通过理论计算与仿真的方式，通过对各个电极尺寸进行测量得到几何值，再将几何值带入到电磁仿真软件中得到仿真值作为衰减标准器的定标值。这种方法是基于理想介质及理想加工等前提的，当实际加工工艺存在偏差或所用衬底介电常数与理论值有差异时，将仿真值作为定标值是不准确的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法，利用标准波导可变衰减器作为上一级标准，利用毫米波衰减替代法，实现对被测在片S参数标准器传输幅度的定标。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0009]本专利技术提供一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法，包括以下步骤：
[0010]S10：根据被测在片S参数标准器的工作频率和衰减量，选择相应的波导可变衰减器；
[0011]S30：构建在片S参数测量系统并设置射频信号源和本振信号源的频率；
[0012]S50：被测在片S参数标准器不接入所述在片S参数测量系统，初始校准所述在片S参数测量系统的第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第一位置；
[0013]S70：将被测在片S参数标准器接入所述在片S参数测量系统，调节波导可变衰减器使系统恢复到所述第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第二位置；
[0014]S90：根据所述波导可变衰减器的第一位置和第二位置计算被测在片S参数标准器传输幅度的定标值。
[0015]在一个具体示例中，步骤S10中所述相应的波导可变衰减器的工作频率能覆盖被测在片S参数标准器的工作频率，衰减量大于被测在片S参数标准器的衰减量。
[0016]在一个具体示例中，所述波导可变衰减器为极化式波导可变衰减器。
[0017]在一个具体示例中，所述在片S参数测量系统按照射频信号源、第一隔离衰减器、波导可变衰减器、隔离器、第一探针、第二探针、第二隔离衰减器、混频器、测量接收机的顺序依次连接构建而成，其中，
[0018]所述射频信号源输出的信号作为被测在片S参数标准器的输入信号；
[0019]所述第一探针和第二探针用于将输入信号由波导馈入形式转换为对被测在片S参数标准器提供在片信号馈入。
[0020]在一个具体示例中，所述在片S参数测量系统还包括：本振信号源，其中，
[0021]所述本振信号源提供与射频信号源相差一个固定频率的信号到所述混频器，所述混频器输出一个中频信号，所述中频信号的传输幅度由测量接收机测量得到。
[0022]在一个具体示例中，所述射频信号源、本振信号源与测量接收机共时基。
[0023]在一个具体示例中，被测在片S参数标准器不接入所述在片S参数测量系统，初始校准所述在片S参数测量系统的第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第一位置；包括：
[0024]所述被测在片S参数标准器不接入所述在片S参数测量系统，将第一探针和第二探针以一根传输线相连，波导可变衰减器调节至第一位置，使其设置的衰减量能够覆盖所述被测在片S参数标准器的衰减量，将测量接收机调节至相应中频，得到此时测量接收机的第一幅度测量值。
[0025]在一个具体示例中，将被测在片S参数标准器接入所述在片S参数测量系统，调节波导可变衰减器使系统恢复到所述第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第二位置包括：
[0026]所述被测在片S参数标准器接入所述第一探针和第二探针之间，监视测量接收机的幅度测量值，调节波导可变衰减器，直到测量接收机的幅度测量值恢复到第一幅度测量值，记录此时的波导可变衰减器的第二位置。
[0027]在一个具体示例中，以所述波导可变衰减器第二位置为参考位置，测量其到所述波导可变衰减器第一位置的衰减变化量，该变化量即为被测在片S参数标准器传输幅度的定标值。
[0028]本专利技术的有益效果如下：
[0029]本专利技术中采用的在片S参数标准器传输幅度的定标方法，是通过已溯源的波导可变衰减器的量值利用毫米波替代法，传递到共面波导形式的衰减器上，本方法中首先利用了两个隔离衰减器起到减小失配的作用，从而减小失配对传输幅度测量的影响，提高衰减定标准确度；其次，利用混频模式将射频或毫米波信号变到低频进行测量，降低了后端幅度测量难度与设备成本；第三，幅度测量电路采用测量接收机实现，测量接收机具有至少100dB的动态范围，能够为大衰减量的在片S参数标准器的传输幅度提供足够的测量准确度。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1示出目前采用的片上S参数测量系统的传输幅度检验件的结构示意图。
[0032]图2示出本专利技术一个实施例一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法的流程图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在片S参数标准器传输幅度的定标方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：根据被测在片S参数标准器的工作频率和衰减量，选择相应的波导可变衰减器；S30：构建在片S参数测量系统并设置射频信号源和本振信号源的频率；S50：被测在片S参数标准器不接入所述在片S参数测量系统，初始校准所述在片S参数测量系统的第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第一位置；S70：将被测在片S参数标准器接入所述在片S参数测量系统，调节波导可变衰减器使系统恢复到所述第一幅度测量值，记录此时波导可变衰减器的第二位置；S90：根据所述波导可变衰减器的第一位置和第二位置计算被测在片S参数标准器传输幅度的定标值。2.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，步骤S10中所述相应的波导可变衰减器的工作频率能覆盖被测在片S参数标准器的工作频率，衰减量大于被测在片S参数标准器的衰减量。3.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述波导可变衰减器为极化式波导可变衰减器。4.根据权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述在片S参数测量系统按照射频信号源、第一隔离衰减器、波导可变衰减器、隔离器、第一探针、第二探针、第二隔离衰减器、混频器、测量接收机的顺序依次连接构建而成，其中，所述射频信号源输出的信号作为被测在片S参数标准器的输入信号；所述第一探针和第二探针用于将输入信号由波导馈入形式转换为对被测在片S参数标准器提供在片信号馈入。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在片S参数测量系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷，邓姝沛，李莹，杨初，刘杰，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：