一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法技术

本发明专利技术涉及一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法、计算机设备及计算机可读存储介质，该方法包括：设置矢量网络分析仪的初始状态；设置校准标准件参数；获取矢量网络分析仪的待测两端口的各项测试参数；以前向开关项和反向开关项修正待测两端口连接直通标准件时所测得的散射系数；构建求解误差项的超定方程组；利用奇异值分解法求解超定方程组，获得十六项模型各误差项；利用矢量网络分析仪测试被测器件，得到原始测试数据；以前向开关项和反向开关项修正原始测试数据，并利用求得的各误差项校准，得到校准后的被测器件散射参数。本发明专利技术提高了矢量网络分析仪校准的准确性与适用范围，降低了校准标准件的制造难度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法


[0001]本专利技术涉及测试
，尤其涉及一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法、计算机设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]S参数(散射参数)是射频微波领域中重要的测试参数，需使用矢量网络分析仪进行测量。不同于其他仪器，矢量网络分析仪在真正对被测器件测试前需要经过校准以修正系统误差，校准方法的优劣决定了校准结果精确性，最终直接影响测试结果的好坏。校准类型依测试端口类型一般分为同轴、在片、波导三种形式。校准过程是一个后处理的数学运算过程，先通过测试校准标准件获得必要的前置数据，再通过相应的校准方法得到误差矩阵，在真正对被测器件的测试过程中，通过数学运算以误差矩阵修正原始测试数据，最终得到被测器件对应的真实数据。
[0003]目前，常见的矢量网络分析仪校准方法有基于三接收机架构矢量网络分析仪十二项误差模型的SOLT(Short
‑
Open
‑
Load
‑
Thru)方法或称TOSM(Thru
‑
Open
‑
Short
‑
Match)方法、基于四接收机架构矢量网络分析仪八项误差模型的TRL(Thru
‑
Reflect
‑
Line)方法等。最常见的SOLT(或称TOSM)方法虽然操作简单，但对校准标准件精度依赖度很高，校准标准件参数必须完全精确定义，校准标准件精度一般给出的是三阶模型参数，但模型参数随着频率升高而逐渐失准，高频测试精度差，且每次连接的磨损对模型参数都会带来一定偏差，该方法不适用于高频高精度测试。常见的TRL方法虽然对校准标准件精度依赖度小、精度高，但受限于测试频率范围，频率范围要求起止频率之比小于1：8，在频率很低时(一般≤1GHz)，传输线尺寸过长，难以制造和使用，并且该方法对人员操作要求很高，极易造成损坏，使用范围受限。同时，以上模型对毫米波及以上频率时，端口间隔离与串扰模型描述不是十分完善，需要加以改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种基于十六项误差模型及奇异值分解法的矢量网络分析仪校准方法，增加测试项，并利用奇异值分解法求解超定方程组得到误差矩阵，最终修正测试系统的误差，完成矢量网络分析仪校准。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，该校准方法包括如下步骤：
[0006]S1、设置矢量网络分析仪的初始状态；
[0007]S2、设置校准标准件的必要前置参数；
[0008]S3、获取所述矢量网络分析仪的待测两端口的各项测试参数，包括待测两端口连接开路标准件时各自的反射系数，待测两端口连接短路标准件时各自的反射系数，待测两端口连接匹配负载标准件时各自的反射系数，待测两端口中一端口连接开路标准件另一端口连接匹配负载标准件与对调时各自的反射系数，以及，待测两端口连接直通标准件时所
测得的散射系数、前向开关项和反向开关项；
[0009]S4、以所述前向开关项和反向开关项修正待测两端口连接直通标准件时所测得的散射系数；
[0010]S5、利用所有测试参数构建求解误差项的超定方程组；
[0011]S6、利用奇异值分解法求解所述超定方程组，获得十六项模型各误差项；
[0012]S7、利用所述矢量网络分析仪测试被测器件，得到原始测试数据；
[0013]S8、以前向开关项和反向开关项修正所述原始测试数据，得到修正测试数据，利用求得的各误差项校准所述修正测试数据，得到校准后的被测器件散射参数。
[0014]优选地，该校准方法还包括如下步骤：
[0015]S9、将校准后的被测器件散射参数输出，存储，并以图形化界面显示。
[0016]优选地，该校准方法还包括如下步骤：
[0017]S10、判断是否完成测试，否则返回步骤S7。
[0018]优选地，所述校准标准件为SOLT方法所用的SOLT校准件。
[0019]优选地，所述步骤S1中，设置矢量网络分析仪的初始状态时，包括设置起止频点、频率步进、输出功率、中频带宽和平均次数。
[0020]优选地，所述步骤S2中，设置校准标准件的必要前置参数时，包括设置开路标准件的寄生电容C
O
、短路标准件的寄生电感L
S
、匹配负载标准件的直流电阻R
M
与寄生电感L
M
，以及直通标准件的延时τ与插入损耗IL，计算得到开路标准件、短路标准件、匹配负载标准件的反射系数Г
O
、Г
S
、Г
M
以及直通标准件的传输系数γ
T
。
[0021]优选地，该校准方法还包括：
[0022]在所述步骤S1之前，开机预热矢量网络分析仪半小时以上。
[0023]优选地，所述步骤S5中，利用所有测试参数构建求解误差项的超定方程组时，有：
[0024][0025][0026]其中，a0表示待校准界面输入端口入射波，a1表示被测器件输入端口入射波，a2表示被测器件输出端口入射波，a3表示待校准界面输出端口入射波，b0表示待校准界面输入端口反射波，b1表示被测器件输入端口反射波，b2表示被测器件输出端口反射波，b3表示待校准界面输出端口反射波；
[0027][0028]E表示误差矩阵，E的各元素e
00
～e
33
分别表示误差矩阵中相应的误差；
[0029][0030]T表示以散射级联形式表征的误差矩阵，t0～t
15
分别表示以散射级联形式表征的误差矩阵T的各元素；
[0031]根据以散射级联形式表征的误差矩阵T与误差矩阵E，构造超定方程组。
[0032]本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法的步骤。
[0033]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法的步骤。
[0034]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法、计算机设备及计算机可读存储介质，该校准方法考虑隔离项及各端口间信号串扰对矢量网络分析仪高频S参数校准的影响，在校准过程中增添了考虑矢量网络分析仪端口间串扰信号影响的测试项，并利用奇异值分解法求解超定方程组得到误差矩阵，本专利技术提供的校准方法结合了现有SOLT方法的操作便捷性，易于实现，节约测试成本，且误差模型的更改能够有效地提高测试精度。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例中一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、设置矢量网络分析仪的初始状态；S2、设置校准标准件的必要前置参数；S3、获取所述矢量网络分析仪的待测两端口的各项测试参数，包括待测两端口连接开路标准件时各自的反射系数，待测两端口连接短路标准件时各自的反射系数，待测两端口连接匹配负载标准件时各自的反射系数，待测两端口中一端口连接开路标准件另一端口连接匹配负载标准件与对调时各自的反射系数，以及，待测两端口连接直通标准件时所测得的散射系数、前向开关项和反向开关项；S4、以所述前向开关项和反向开关项修正待测两端口连接直通标准件时所测得的散射系数；S5、利用所有测试参数构建求解误差项的超定方程组；S6、利用奇异值分解法求解所述超定方程组，获得十六项模型各误差项；S7、利用所述矢量网络分析仪测试被测器件，得到原始测试数据；S8、以前向开关项和反向开关项修正所述原始测试数据，得到修正测试数据，利用求得的各误差项校准所述修正测试数据，得到校准后的被测器件散射参数。2.根据权利要求1所述的基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于，该校准方法还包括如下步骤：S9、将校准后的被测器件散射参数输出，存储，并以图形化界面显示。3.根据权利要求2所述的基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于，该校准方法还包括如下步骤：S10、判断是否完成测试，否则返回步骤S7。4.根据权利要求1所述的基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于：所述校准标准件为SOLT方法所用的SOLT校准件。5.根据权利要求1所述的基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于：所述步骤S1中，设置矢量网络分析仪的初始状态时，包括设置起止频点、频率步进、输出功率、中频带宽和平均次数。6.根据权利要求1所述的基于十六项误差模型的矢量网络分析仪校准方法，其特征在于：所述步骤S2中，设置校准标准件的必要前置参数时，包括设置开路标准件的寄生电容C
O
、短路标准件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁旭，王立平，
申请(专利权)人：浙江铖昌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：