CN101533048A - 一种用于校准矢量网络分析仪的配置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校准矢量网络分析仪的配置，该配置，能够实质性地防止操作误差并能通过连接校准部件来对矢量网络分析仪进行成本效率很高的校准，其特征在于，每个校准部件(2.1到2.n)都包含带有非挥发性存储器的转发器(4)，所述非挥发性存储器至少包含所述部件的类型、各个识别号码作为不可改变的数据，并至少包含使用所述校准部件进行的校准处理的次数作为可改变的数据，所述VNA包括无线接口(1.1，3)，用来至少读出各个校准部件中的不可改变的数据，并用来使所存储的利用这个校准部件所进行的校准处理的次数递增。

Description

一种用于校准矢量网络分析仪的配置
技术领域
本发明涉及一种用于对软件控制的矢量网络分析仪(vector networkanalyzer，VNA)进行校准的配置，校准方法是，将一组校准部件中的至少一个校准部件与所述VNA连接起来，其中，在校准模式中，所述VNA将所述校准部件当作测量对象，从其被测量到的实际值以及从其被存储在VNA中的存储器内的特征数据来计算误差项，根据所述误差项在测量模式中对所连接的测量对象的测量结果进行校正并输出。
背景技术
VNA的部件在频域中具有幅度-频率和相位-频率特性，该特性需要进行新的校准，特别是在测量频率范围、摇摆幅度(send amplitude)和/或测量线(measuring lines)发生变化的情形中。采用具有已知特性的校准部件来进行校准。不同的校准部件(其中最常用的是短路(short)、开路(open)、负载(load)和穿透(through))联合起来构成校准组件。各个校准部件(下文中简短地称作“部件)与各自的VNA上的测量端口相连接。然后进行实际校准处理，该处理通常是由菜单引导的。这种手动校准容易因混淆这些校准部件而产生错误。
作为其它选择，可以使用电子校准模块，所述电子校准模块包含校准数据(即特征数据)作为存储数据，并与测量端口进行射频连接，并通过数据线与VNA的数据接口相连。尽管可以避免手动校准中的许多连接上重排过程，并且校准出错的危险实质性地减少了，但这种电子校准模块的成本却非常高。
发明内容
本发明的目标是，提供一种具有上述类型的配置，该配置与手动校准相比，更加节省时间并且不出错，与自动校准相比，成本效率实质性地得到提高。
这个目标可以根据本发明以这样的方式来实现，即，每个校准部件包含一个带有非挥发性存储器的转发器，在该非挥发性存储器中至少包含部件类型、各自的识别号码作为不可改变的数据、并至少包含使用这个校准部件进行的校准处理的次数作为可改变的数据，并且VNA包括无线接口，用来至少读出各个校准部件中的不可改变的数据，并用来使所存储的利用这个校准部件所进行的校准处理的次数递增。
VNA中的无线接口与各个校准部件中的转发器之间的通信通过VNA中的微处理器来进行控制。
当对部件中的转发器进行读取时，所述微处理器将读出的不可改变的数据与所存储的数据进行比较，并与用户所给出的VNA的预设置进行比较，或者自动进行这种预设置。所述读出的可改变数据由微处理器进行处理并回写到所述转发器中。于是，可以避免错误的操作，诸如预置为短路但却不经意地连接成开路、使用了不允许使用的部件、或使用了允许使用的次数或者允许使用的时间超量了的部件。于是，与常规的手动校准相比，使用本发明所述的配置进行的校准可以节省时间并且在操作时增加安全性。同时，与采用复电校准模块(complex electric calibration module)进行的自动校准相比，成本效率更高，因为，使用本发明所述配置所进行的校准是使用每个都只多用一个各自的转发器进行配备或改进的通常校准部件来进行的。
优选实施例是这样的，VNA在读出校准部件的数据并且将存储的校准处理的次数递增之后切断无线接口。因此可以确保所述接口与所述部件中的转发器之间的通信(只在识别部件及其数据时需要，并且通常利用射频来进行)不会使随后的校准处理(对干扰及其敏感)失真。
所述无线接口特别包括无线读写模块，该模块通过插入接头与VNA相连。这种读写模块可以在市场上买到，其工作基于标准化通信协议，诸如经常在VNA中使用的USB协议。
所述无线接口能够通过其已有的数据总线与VNA进行通信。
所述各个校准部件的上述特征数据可以涉及本领域中的技术人员所已知的系数，诸如偏移长度(offset length)、其线损(line loss)、电感(短路时)或电容(开路时)的多项式系数等。所述特征数据也可以包括各个校准部件的S参数的完整而非常广泛的数据记录。
首要的是，每个校准部件中的转发器上的非挥发性存储器也可以包含其特征数据，这些特征数据然后通过无线接口被读出并存储在VNA中的存储器中用于计算误差项。当转发器中的存储空间有限时，所述特征数据在这种情形中由上述系数组成。如果所述存储空间足以容纳广泛的S参数数据记录，那么，所述特征数据可以由这种数据记录组成。
在所述实施例中(其中所述无线接口包括可以与VNA相连的无线读写模块)，所述特征数据也可以被存储在这个读写模块中的非挥发性存储器中。在这种情形中，所述读写模块是所述一组校准部件中的一个完整部件，并且包含非挥发性存储器中这个记录的所有校准部件的特征数据。当读出某个校准部件的不可改变的数据时，至少其特征数据从所述读写模块的非挥发性存储器中读出，并被存储到VNA中的存储器中用于计算误差项。特别是在校准部件配备有便宜的只有较小存储空间的转发器、但VNA将通过S参数数据记录和各所述部件来进行校准这样的情形中，会考虑这种变型。
优选地，VNA中的微处理器也包括一个程序，用于读出、评估和显示每个校准部件的数据。因此，能够判断各个部件还能允许进行多少次校准处理。
附图说明
下面参考示意简图中所示的示范性实施例以及流程图来说明本发明所述的配置，其中：
图1显示了矢量网络分析仪(VNA)；
图2显示了所述VNA的测量系统的方框图；
图3显示了校准组件以及其中的读写模块和一个校准部件的放大图；
图4显示了校准处理流程图；
图5显示了用于产生部件的统计协议(statistics protocol)的流程图。
具体实施方式
图1显示了常规的VNA1，其正面上的控制元件被省略了，该常规VNA1包括带测量连线a的测量端口A和带测量连线b的测量端口B。在校准期间，首先将测量线a和b的末端处的插入接头与各种校准部件相连接，在完成校准后，各测量对象被连接起来。所述VNA1还具有数据接口1.1，该接口是一个例如USB形式的接口。
图2显示了VNA的主要已知配置的简化方框图。测量端口A和B用来连接复测量电路(complex measuring circuit)1.2的测量对象，所述复测量电路1.2不在本发明的兴趣范围之内，它由微处理器1.3进行控制，而微处理器1.3则与图1中的显示屏以及与接口1.1相连。
图3显示了校准组件2，其中包括读写模块3以及已知的校准部件2.1、2.2、2.3到2.n。读写模块3具有常规USB棒的(典型)形状，其具有常规通信电路(未显示)、带有天线3.2(环形天线的形式)的短程收发器3.1(该收发器能够由所述VNA关闭)、以及可选的非挥发性存储器3.3，根据本实施例，在所述非挥发性存储器3.3中存储有所有校准部件2.1到2.n的识别号码、其特征数据、以及所述校准组件2的识别号码。
所有的校准部件2.1到2.n与各自的已知校准部件之间的不同之处只在于附加的带转发器的装置，其中，所述转发器是一种例如RFID转发器4，它以不可分开的形式固定在所述校准部件上，并且如果需要的话它可以另外与天线相连。在本例中假设，部件2.3涉及穿透部件(through)。后者由套管2.3.1套住，在该套管中嵌有RFID转发器4，该转发器与若干绕丝(wire windings)相连，这些绕丝作为天线(未显示)也被嵌入了套管2.3.1中。RFID转发器4包含一个存储器芯片，该存储器芯片设置成非挥发性存储器，它包括用于存储不可改变的识别号码的区域、用于存储部件类型的区域、和用于存储不可改变的校准数据的区域。所述存储器芯片还包括可写区域，该可写区域用作重复操作计数器，当部件每被使用一次时，该计数器就由读写模块3增加一个单位。
图4显示了校准操作的顺序。设置步骤2“将部件置于读区”是因为，与VNA1相连的读写模块3和各个部件中的转发器4之间的RF连接的范围被有意地限制在几个厘米，以便尽量减小对紧邻测量位置的RF辐射干扰，并避免同时对几个部件进行读出。步骤“使读写模块去激活”也是特别重要的，因为，没有这个步骤的话，RF通信链接有可能会使校准处理失真，而用户又不能对这种失真进行辨认。
图5显示了与部件相关的统计报告的产生。

Claims (7)

1.一种用于对软件控制的矢量网络分析仪(VNA)进行校准的配置，所述校准是这样进行的，将一组(2)校准部件中的至少一个校准部件(2.1到2.n)与所述VNA连接起来，其中，在校准模式中，所述VNA将所述校准部件当作测量对象，从其被测量到的实际值以及从其被存储在VNA中的存储器内的特征数据来计算误差项，根据所述误差项在测量模式中对所连接的测量对象的测量结果进行校正并输出，其特征在于，
每个校准部件(2.1到2.n)都包含带有非挥发性存储器的转发器(4)，所述非挥发性存储器至少包含所述部件的类型、各个识别号码作为不可改变的数据，并至少包含使用所述校准部件进行的校准处理的次数作为可改变的数据，所述VNA包括无线接口(1.1，3)，用来至少读出各个校准部件中的不可改变的数据，并用来使所存储的利用这个校准部件所进行的校准处理的次数递增。
2.根据权利要求1所述的配置，其特征在于，所述VNA在读出所述校准部件的数据并且使存储的校准处理的次数递增之后切断所述无线接口(1.1，3)。
3.根据权利要求1或2所述的配置，其特征在于，所述无线接口包括无线读写模块(3)，该无线读写模块通过插入接头(1.1)能够与所述VNA相连。
4.根据权利要求1到3之一所述的配置，其特征在于，所述无线接口(1.1，3)通过其数据总线与所述VNA进行通信。
5.根据权利要求1到4之一所述的配置，其特征在于，所述每个校准部件(2.1到2.n)中的转发器(4)内的非挥发性存储器也包含其特征数据，并且所述特征数据通过所述无线接口(1.1，3)被读出并被存储在所述VNA的存储器中，用来计算所述误差项。
6.根据权利要求3或4所述的配置，其特征在于，所述读写模块(3)是所述一组(2)校准部件中的一个完整部件，它在非挥发性存储器(3.3)中包含这组(2)校准部件中的所有校准部件的特征数据，当读出某个校准部件的所述不可改变的数据时，至少其特征数据也从所述读写模块(3)的非挥发性存储器中被读出，并被存储到所述VNA中的所述存储器中用于计算所述误差项。
7.根据权利要求1到6之一所述的配置，其特征在于，所述VNA包含一个程序，用于读出、评估和显示每个校准部件的所述数据。
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