一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法及装置。该方法包括：获取负载校准件第一反射系数。获取负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数。获取负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数。计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数。根据修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数。本发明专利技术能够通过负载校准件在不同相位偏置下的反射系数获得修正值，以修正值作为负载校准件实际反射系数为0时测得的反射系数，修正波导端口校准过程中由于负载校准件的反射系数不是理想的0带来的校准误差，得到更准确的波导端口S参数测量结果。参数测量结果。参数测量结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法及装置


[0001]本专利技术涉及矢量网络分析仪校准
，尤其涉及一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法及装置。

技术介绍

[0002]随着高功率微波技术的发展，承受功率大的波导器件应用广泛。矢量网络分析仪用于测量波导器件的网络参数，例如S参数。在测量前需要根据待测波导器件的端口类型对矢量网络分析仪进行系统校准，目的是消除矢量网络分析仪自身的系统误差。波导器件传输不同频率电磁波的波导尺寸不同。为精确测量波导器件的网络参数，需要针对相应频段进行波导校准。对于波导二端口的矢量网络分析仪，通常使用短路校准件、λ/4偏置短路校准件、负载校准件和直通校准件进行校准。根据各校准件的测量结果，基于十二项误差模型对矢量网络分析仪进行校准，其中在校准过程中，所使用的校准件的S参数必须是已知的。通常，短路校准件的反射系数Γ(即S
11
参数)定义为
‑
1；负载校准件的反射系数Γ定义为0；直通校准件的S
11
参数和S
22
参数定义为0，S
21
参数和S
12
参数定义为1；λ/4偏置短路校准件的定义随频率的变化定义为不同的数据。
[0003]单端口负载校准时，将负载校准件连接矢量网络分析仪的某一端口，测量反射系数。在校准时负载校准件的理论反射系数通常定义为0。负载校准件是通过在波导腔内插入尖劈吸波材料而制成。由于吸波材料本身吸收性能的不理想、制造和装配中存在偏差等因素，导致负载校准件的实际反射系数不是理想的0，而是某个很小的数值。负载校准件的实际反射系数与理论反射系数存在偏差。以负载校准件实际反射系数不为0时测得的反射系数，作为负载校准件实际反射系数为0时测得的反射系数校准矢量网络分析仪，影响矢量网络分析仪的校准精度，从而影响后续使用中S参数测量结果的准确度。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法及装置，以解决负载校准件的实际反射系数与理论反射系数的偏差影响矢量网络分析仪校准精度的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，包括：
[0006]获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在无相位偏置下的第一反射系数。
[0007]获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数。
[0008]获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数，其中第二相位偏置不等于第一相位偏置。
[0009]计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数。
[0010]根据所述负载校准件修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数，包括：
[0012]计算
[0013][0014][0015][0016][0017][0018]Γ
Load_M
＝Re
Load_M
+Im
Load_M
[0019]Γ
Load_M
作为负载校准件修正后的反射系数，其中，Re
Load_M
为修正后的反射系数的实部，Im
Load_M
为修正后的反射系数的虚部，Re
Load_M1
为第一反射系数的实部，Im
Load_M1
为第一反射系数的虚部，Re
Load_M2
为第二反射系数的实部，Im
Load_M2
为第二反射系数的虚部，Re
Load_M3
为第三反射系数的实部，Im
Load_M3
为第三反射系数的虚部。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述第一相位偏置为λ/6，所述第二相位偏置为λ/3，其中λ为波导端口S参数校准频段的中心频率对应的波长。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数，包括：
[0022]通过矢量网络分析仪测量级联有λ/6波导传输线的负载校准件，获取负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数。
[0023]所述获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数，包括：
[0024]通过矢量网络分析仪测量级联有λ/3波导传输线的负载校准件，获取负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数。
[0025]在一种可能的实现方式中，所述根据所述负载校准件修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数，包括：
[0026]获取由矢量网络分析仪测量得到的短路校准件的短路反射系数。
[0027]获取由矢量网络分析仪测量得到的λ/4偏置短路校准件的λ/4偏置短路反射系数。
[0028]根据所述负载校准件修正后的反射系数、短路反射系数和λ/4偏置短路反射系数，获得矢量网络分析仪波导端口的方向性误差、源匹配误差和反射跟踪误差。
[0029]根据所述方向性误差、源匹配误差和反射跟踪误差校准矢量网络分析仪波导端口的S参数。
[0030]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于外接圆心的波导端口S参数校准装置，包括：
[0031]第一获取模块，用于获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在无相位偏置下的第一反射系数。
[0032]第二获取模块，用于获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数。
[0033]第三获取模块，用于获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数，其中第二相位偏置不等于第一相位偏置。
[0034]计算模块，用于计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数。
[0035]校准模块，用于根据所述负载校准件修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数。
[0036]在一种可能的实现方式中，所述计算模块具体用于计算
[0037][0038][0039][0040][0041][0042]Γ
Load_M
＝Re
Load_M
+Im
Load_M
[0043]Γ
Load_M
作为负载校准件修正后的反射系数，其中，Re
Load_M
为修正后的反射系数的实部，Im
Load_M
为修正后的反射系数的虚部，Re
Load_M1
为第一反射系数的实部，Im
Load_M1
为第一反射系数的虚部，Re
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，其特征在于，所述方法包括：获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在无相位偏置下的第一反射系数；获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数；获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数，其中第二相位偏置不等于第一相位偏置；计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数；根据所述负载校准件修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数。2.根据权利要求1所述的一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，其特征在于，所述计算由第一反射系数、第二反射系数和第三反射系数在史密斯圆图中构成的三角形的外接圆圆心坐标，作为负载校准件修正后的反射系数，包括：计算计算计算计算计算Γ
Load_M
＝Re
Load_M
+Im
Load_M
Γ
Load_M
作为负载校准件修正后的反射系数，其中，Re
Load_M
为修正后的反射系数的实部，Im
Load_M
为修正后的反射系数的虚部，Re
Load_M1
为第一反射系数的实部，Im
Load_M1
为第一反射系数的虚部，Re
Load_M2
为第二反射系数的实部，Im
Load_M2
为第二反射系数的虚部，Re
Load_M3
为第三反射系数的实部，Im
Load_M3
为第三反射系数的虚部。3.根据权利要求1所述的一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，其特征在于，所述第一相位偏置为λ/6，所述第二相位偏置为λ/3，其中λ为波导端口S参数校准频段的中心频率对应的波长。4.根据权利要求3所述的一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，其特征在于，所述获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数，包括：通过矢量网络分析仪测量级联有λ/6波导传输线的负载校准件，获取负载校准件在第一相位偏置下的第二反射系数；所述获取由矢量网络分析仪测量得到的负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数，包括：
通过矢量网络分析仪测量级联有λ/3波导传输线的负载校准件，获取负载校准件在第二相位偏置下的第三反射系数。5.根据权利要求1所述的一种基于外接圆心的波导端口S参数校准方法，其特征在于，所述根据所述负载校准件修正后的反射系数校准矢量网络分析仪波导端口的S参数，包括：获取由矢量网络分析仪测量得到的短路校准件的短路反射系数；获取由矢量网络分析仪测量得到的λ/4偏置短路校...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，吴爱华，孙静，栾鹏，邹学锋，霍晔，王一帮，张立飞，张晓云，孙晓颖，蒋赞勤，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：