CN102565462A - 一种自校准高精度微波测量夹具及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波元件的自校准高精度微波测量夹具及校准方法，该测量夹具有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔，所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄。本发明的测量夹具操作方便，适用性广，采用压接的方式固定被测微波元件，不需要另外的固定或者焊接，保证了被测微波元件固定良好，一方面是对被测微波元件的无损伤测量，另一方面适用于大批量产品的测量。

Description

一种自校准高精度微波测量夹具及校准方法

技术领域

本发明涉及一种微波元件测量装置，尤其涉及一种微波元件的无损伤测量的自校准高精度微波测量夹具及校准方法。

背景技术

战争对军用微波雷达的需求，催生了微波元件。随着微波技术的不断进步，微波元件的市场规模急剧上升。微波元件已广泛应用于微波通讯系统、遥测系统、雷达、导航、生物医学、单子对抗、人造卫星、宇宙飞船等各个领域。在微波系统中，实现对微波信号的定向传输、衰减、隔离、滤波、相位控制、波形及极化变换、阻抗变换与调配等功能作用的，统称为微波元件。简单地说，微波元件就是工作在微波频段的电磁元件。随着科学技术的发展，微波元件的种类越来越多，微波元件正向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、环保节能方向发展。因此，微波元件的发展使得对于微波元件的测量要求也越来越高，微波元件测量技术需要根据微波元件的发展而不断发展。微波元件的种类繁多，并且某些微波元件的体积非常小，需要通过测量夹具将其连接到网络分析仪上。传统的测量方法是嵌入式测量法，该方法是制作一个完全对称的夹具，夹具采用同轴连接器和微带电路焊接的方式转成平面结构，待测微波元件一般通过焊接或者压紧在电路板上，一般是先对夹具本身进行测试，然后把测得的参数采用数学方法分成两份，作为附加在待测微波元件两端的参数，然后把夹具和待测微波元件连接进行测试，所得的数据使用数学方法扣除附加在待测微波元件两端的参数即可得到待测元件的参数；采用该方法的缺点主要有以下几个方面：（1）结构上采用焊接的方式，很难控制，使用焊锡焊接，在微波领域尤其是频率很高的时候，焊点会形成比较大的微波能量反射。焊点的形状，光洁度，大小等都会对微波能量的反射造成影响。这些显然不论是人工焊接还是其他手段都是不可控的因素，因此会对测量结果的不确定度起到无法避免的影响。另外待测件如果采用焊接的方式和电路板连接则会使得待测件成为拆装件而无法再使用，且不适合大批量产品测试；（2）在测量方式上，采用数学方式把夹具参数扣除，过程复杂且会造成多处误差叠加，很难保证测量精度。因为要先测量夹具的参数，因此已经多引入了一次测量误差；因为要把夹具的参数分成两半，所以要把夹具做成完全对称。但是无论多高精度的加工都会有公差存在，因此夹具不可能真的对称，由此带来的误差经过数学计算还会被放大。经过多处误差的重叠，测试精度会受很大影响。

中国专利2006100052497公开了一种微波陶瓷元器件检测夹具与装置及其检测方法，该专利的微波共面波导测试夹具设有波导底座、高频印刷电路板和紧固件，在高频印刷电路板上设有短路开路校准通道、匹配校准通道、并联检测通道和串联检测通道，被测元件放置于并联检测通道的内导体上，通过探针与并联检测通道外导体形成并接回路；串联检测通道用于测试被测元器件的谐振峰，通过探针紧压被测元器件与串联检测通道内导体的断面紧密接触，所述的微波共面波导测试夹具还包括样品定位片、检测探针架和8对SMA接头；该专利的检测夹具的检测电路为高频印刷电路板，所述的样品定位片上的固定被测元件样品的样品槽很难满足微波元件多样化的要求。因此需要提供一种新的、适应多种微波元件检测的、无损伤测量的、操作方便、精度高的测试夹具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、测量精度高、可以对微波元件无损伤测量的自校准高精度微波测量夹具及校准方法。该测量夹具包括基座单元、固定单元、测量单元、连接单元和压紧单元。

本发明的目的是由下述技术方案实现的： 

一种自校准高精度微波测量夹具，有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；

所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；

所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；

所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；

所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；

所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构。

进一步的，所述的基座单元的左凸台的内侧面设置有定位锥，所述的测量单元座上设置有定位孔，所述的定位锥和所述的定位孔呈对应设置。

进一步的，在所述的固定单元座的内侧设置有压针座和压针，所述的压针安装于压针座上，所述的压针的端头与所述固定单元的同轴连接器的芯头良好接触；在所述的连接单元座的内侧设置有压针和压针座，所述的压针安装于压针座上，所述的压针的端头与所述的连接单元的同轴连接器的芯头良好接触。

进一步的，所述的测量夹具还包括缓冲机构。

本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：

一种自校准的微波元件测量系统，包括网络分析仪、电源，所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个同轴连接器分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接，电源与供电电路连接；

所述的自校准高精度微波测量夹具有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构。

一种自校准高精度微波测量夹具的校准方法，所述的自校准高精度微波测量夹具连接于测量系统中，所述的测量系统包括网络分析仪、电源，所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个同轴连接器分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接，电源与供电电路连接；

所述的自校准高精度微波测量夹具有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构；

所述的自校准高精度微波测量夹具还包括反射标准件、延时标准件和直通标准件，所述的校准方法包括下列步骤：

（1）将自校准高精度微波测量夹具连入测量系统中，取出所述的自校准高精度微波测量夹具的测量单元；

（2）将反射标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行反射校准，保存网络分析仪的反射校准状态，反射校准完成，取出反射标准件；

（3）将直通标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行直通校准，保存网络分析仪的直通校准状态，直通校准完成，取出直通标准件；

（4）将延时标准件放入测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行延时校准，保存网络分析仪的延时校准状态，延时校准完成，取出延时标准件，将测量单元放回自校准高精度微波测量夹具的相应位置。

本发明的有益效果是：

1 本发明的测量夹具操作方便，使用时只需将被测微波元件放入测量夹具，将测量夹具连入测量系统中即可；

2 本发明的测量夹具的测量单元可以根据被测元件的尺寸、形状等设计多个测量单元，根据被测微波元件的要求更换测量单元即可，适用性广；

3 本发明的测量夹具自带标准件，可以通过微波测试仪表自身的TRL校准模式进行校准，保证了足够的精度；

4 本发明的测量夹具对同轴连接器的芯头与微带电路的连接处进行了分布电容电感的补偿，使得连接处对微波能量的反射最小，保证了测量的精度；

5 本发明的测量夹具采用压接的方式固定被测微波元件，不需要另外的固定或者焊接，并且保证了被测微波元件固定良好，一方面是对被测微波元件的无损伤测量，另一方面适用于大批量产品的测量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的基座单元的结构示意图；

图3为本发明的基座单元的定位锥的结构示意图；

图4为本发明的固定单元的结构示意图；

图5为图4的右视示意图；

图6为图4的A-A的剖视图；

图7为本发明的测量单元的结构示意图；

图8为本发明的测量单元的载片和微带电路板的结构示意图；

图9为本发明的连接单元的结构示意图；

图10为本发明的压紧单元的结构示意图；

图11为实施例5的测量系统的结构示意图；

图12为本发明的实施例6的直通标准件的结构示意图；

图13为本发明的实施例6的延时标准件的结构示意图；

图14为本发明的实施例6的反射标准件的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参见图1，一种自校准高精度微波测量夹具，有一个基座单元1，所述基座单元上安装有连接单元4、固定单元2、测量单元3、压紧单元5；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；

参见图1和图2，图2为基座单元的俯视图，所述的基座单元上有一个安装座101；所述的安装座中部有一矩形凹槽102，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨103，所述的滑轨的横截面形状可以为圆形、矩形、三角形等，本实施例中滑轨的横截面形状为圆形，主要是为了方便测量单元的安装与更换，本实施例中滑轨的数目为2条；在所述的安装座的左部设置有左凸台104，左凸台与安装座为一体结构；在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；连接单元和测量单元可以在滑轨上滑动；

参见图1、图4、图5和图6，图4为固定单元的俯视图，所述的固定单元包括固定座201、同轴连接器202，所述的固定单元通过螺钉203固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；所述的同轴连接器可以是SMA型连接器，也可以是K型连接器，同轴连接器为现有产品，市场上均可以买到；本实施例中的同轴连接器为SMA型连接器，参见图6，图6为图4的A-A剖面图，所述的SMA型连接器包括外壳204、中间介质205和芯头206；所述的固定单元的内侧面与基座单元的左凸台的内侧面平齐；

参见图1、图7和图8，所述的测量单元包括测量单元座301、微带电路板302、载片303、304以及锁孔305。所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片通过螺钉分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上。所述的微带电路板是带有微带线的微带电路，所述的微带电路板包括微带线和介质板，所述的微带电路板的宽度与两载片之间的距离相当，所述的微带电路板的长度与测量单元座的宽度相当，所述的微带电路板的微带线的长度与微带电路板的长度相当，所述的微带线的宽度根据实际所需要测量的微波元件确定，同时，所述的微带电路板的参数例如微带线的厚度、微带线的宽度、介质板的厚度需要根据实际需要确定。所述的微带线需要根据具体的被测微波元件设计，当被测微波元件具有3个或3个以上引脚时，所述的微带线中间断开而分为两段微带线，当被测微波元件具有3个以下的引脚时，所述的微带线为连续的一条微带线。本实施例中的测量单元主要适用于四引脚微波元件的测量，本实施例中的微带线为2段分离的微带线，也就是本实施例中的微带线中间断开，参见图8，图8为本实施例的测量单元的载片和微带电路板的结构示意图，所述的微带电路板包括微带线306、3061和介质板307，所述的微带线306、3061在一条直线上，所述的微带线的厚度均为0.004毫米，长度均为10毫米，宽度均为0.5毫米，所述的介质板的厚度为0.508毫米，宽度为6毫米，长度为20毫米，介质板的材料为氧化铝陶瓷，所述的介质板的介电常数为9.6。所述的载片有一个“凹”形的载片座308，载片座的中部即载片座上凹下去的位置设置有样品架309，所述的样品架是由绝缘材料制成的，样品架的表面设置有放置被测微波元件的样品槽310，所述的样品槽的形状可以根据被测微波元件的具体形状设置，本实施例中所述的载片是可以微调和更换的，当被测微波元件尺寸在样品槽设计要求范围（本实施例中所述的设计要求为公差在±0.5毫米）内时，调节载片上的螺钉即可使被测元件定位；当被测微波元件尺寸大于样品槽设计要求时，只需要更换相应的载片，这样增加了本发明的测试夹具的通用性和测量精确性。本实施例中被测微波元件的形状为四引脚的微波元件，测量时，被测的微波元件的其中两脚分别放置于所述的载片的样品槽内，另外两脚放置于两段微带线306、3061上，这样可以使被测微波元件位置固定。所述的测量单元安装于基座单元的滑轨上。本实施例中，所述的测量单元是可以根据被测微波元件的形状、大小更换的，可以设置多个测量单元以适应不同的微波元件。所述的测量单元座的下部与基座单元的滑轨相对应的位置设置有滑槽312，所述的滑槽的表面与滑轨相对应。

参见图1和图9，图9为连接单元的俯视图，所述的连接单元包括连接单元座401、同轴连接器402、丝杆403、旋转手柄404；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；所述的连接单元座的下部与基座单元的滑轨相对应的位置设置有滑槽，所述的滑槽的表面与滑轨相对应。

参见图1和图10，所述的压紧单元包括压紧单元座501、均衡压杆502、锁舌503和锁固机构504。参见图1，本实施例中，所述的压紧单元座的下部与测量单元铰接，所述的锁舌与测量单元的锁孔的位置和大小相对应，所述的锁舌可以卡入锁孔内；所述的锁固机构用来控制锁舌，按下锁固机构的按钮，锁舌与锁孔脱离，压紧单元和测量单元解锁。所述的压紧单元座的中间位置设置一有机玻璃基座505，所述的均衡压杆安装于有机玻璃基座上，所述的均衡压杆的数量可以是多个，本实施例中，均衡压杆的数量为4个，所述的均衡压杆是由介电常数为3.5的有机材料制备的，所述的均衡压杆的位置应当与被测微波元件的位置相对应，测量微波元件时，均衡压杆均应当与被测微波元件的引脚压紧接触。本实施例中，所述的均衡压杆的外层是一中空圆柱体，所述的中空圆柱体的一端安装于有机玻璃基座上，所述的均衡压杆的内层的后端是弹簧，前端是绝缘材料制成的端头，所述的弹簧安装于中空圆柱体中，所述的弹簧的一端安装于有机玻璃基座上，另一端与端头连接；由此制成的均衡压杆具有弹性，使用时所有的均衡压杆均可以压紧被测微波元件的引脚。

所述的测量夹具的使用方法是：首先将装有被测微波元件的测量单元安装于滑轨上，先使测量单元紧靠固定单元，然后转动旋转手柄，使连接单元压紧测量单元，此时停止转动旋转手柄，然后将压紧单元下压使锁舌卡入锁孔，测量夹具安装完成。测量夹具安装完成后，所述的两个同轴连接器的芯头应当与微带线相接触，优选同轴连接器的芯头与微带线的中心在一条直线上。

实施例2： 

本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

参见图2、图3和图7，所述的基座单元的左凸台的内侧面设置有定位锥105，所述的测量单元座上设置有定位孔311，所述的定位锥和所述的定位孔呈对应设置。所述的定位锥的位置和数目与测量单元的定位孔相对应，所述的定位锥的斜面106应当与核心滑块组件的定位孔配合完好；所述的定位孔为锥形孔，所述的定位锥通过螺纹安装于所述的左凸台上。设置定位锥和定位孔的目的在于使得所述的测量单元上的微带线与同轴连接器良好接触。

实施例3： 

本实施例是在实施例2的基础上进行的改进，本实施例中与实施例2相同的部分，请参照实施例2中公开的内容进行理解，实施例2公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

在所述的固定单元座的内侧设置有压针座207和压针208，所述的压针208安装于压针座207上，所述的压针的端头与所述固定单元的同轴连接器的芯头良好接触；在所述的连接单元座的内侧设置有压针405和压针座406，所述的压针安装于压针座上，所述的压针的端头与所述连接单元的同轴连接器的芯头良好接触。所述的压针座安装于固定单元座或者连接单元座上，所述的压针的形状为针形，所述的压针是由介电常数为3~4的有机材料制成的。本实施例中的压针的作用是一方面对同轴连接器的芯头的连接处进行了分布电容电感的补偿，另一方面是对同轴连接器的芯头定位，防止同轴连接器的芯头偏移从而引起测量的误差。

实施例4： 

本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

参见图2，所述的测量夹具还包括缓冲机构107，所述的缓冲机构是可收缩的，本实施例中的缓冲机构安装于所述的基座单元的安装座，所述的缓冲机构由两部分组成，底端的弹簧安装于基座单元的安装座内部，缓冲机构的前端为圆柱形，本实施例中的缓冲机构的前端为子弹型。设置缓冲机构的目的在于防止安装测量单元时损坏同轴连接器的芯头。安装测量单元时，缓冲机构可以提供一定的缓冲力，防止测量单元的快速移动损害同轴连接器的芯头。

实施例5： 

本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

参见图11，一种自校准的微波元件测量系统，包括网络分析仪、电源，所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个同轴连接器分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接；所述的电源为直流电源，通过供电电路为测试系统提供电源，接通电源后通过网络分析仪即可得到测试结果。所述的自校准高精度微波测量夹具为实施例1所述的自校准高精度微波测量夹具。本实施例中，所述的电源为直流电源，所述的供电电路的型号为LBT-10M5。

所述的测量系统的测量方法包括下列步骤：

（1）将被测微波元件安装在测量单元上；

（2）将不包括测量单元的测量夹具安装在所述的测量系统中，启动网络分析仪进行校准；

（3）校准完成后，将安装好微波元件的测量单元安装于测量夹具上，启动网络分析仪进行测试即可。

实施例6： 

本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

一种自校准高精度微波测量夹具的校准方法，所述的自校准高精度微波测量夹具连接于测量系统中，所述的测量系统包括网络分析仪、电源，所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个接头分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接；所述的自校准高精度微波测量夹具为实施例1所述的自校准高精度微波测量夹具。本实施例中，所述的电源为直流电源，所述的供电电路的型号为LBT-10M5。

所述的自校准高精度微波测量夹具还包括反射标准件、延时标准件和直通标准件，所述的校准方法包括下列步骤：

1）将自校准高精度微波测量夹具连入测量系统中，取出所述的自校准高精度微波测量夹具的测量单元；

（2）将反射标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪的校准功能进行反射校准，保存网络分析仪的反射校准状态，反射校准完成，取出反射标准件；

（3）将直通标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪的校准功能进行直通校准，保存网络分析仪的直通校准状态，直通校准完成，取出直通标准件；

（4）将延时标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪的校准功能进行延时校准，保存网络分析仪的延时校准状态，延时校准完成，取出延时标准件，将测量单元放回自校准高精度微波测量夹具的相应位置。

参见图12、图13和图14，本实施例中，所述的反射标准件8、延时标准件7和直通标准件6均是按照校准要求设计的标准配件。图12为直通标准件，图13为延时标准件，图14为反射标准件。所述的直通标准件、延时标准件、反射标准件的结构与测量单元基本相同；直通标准件的尺寸与测量单元相同，区别在于直通标准件的微带线是连续的微带线；延时标准件的长度和高度与测量单元相同，但是延时标准件的宽度比测量单元的宽度宽（延时标准件的具体尺寸需要根据实际需要设计），也就是延时标准件的微带线的长度比测量单元的微带线的长度略长；反射标准件的长、高、宽等尺寸与测量单元的尺寸相同，区别在于反射标准件上不设置微带线。

校准时使用网络分析仪的步骤包括设定频率范围、选择校准类型等，所述的校准步骤具体可以参考网络分析仪的使用说明书，本实施例中网络分析仪校准时所测定的参数为S参数，所使用的网络分析仪的型号为安捷伦E5061B ENA 网络分析仪。本发明自带校准件的校准端面在待测件的两端，而以往使用网络分析仪自带的校准件时校准的端面在同轴连接器的两端，因此本发明校准时使用了测量系统内部的设备和软件进行了同一校准，使校准参考面所采集的参数从待测微波元件的两端开始，扣除了同轴连接器到待测微波元件之间的部分的误差，这样可以保证足够的测量精度，最大限度的降低测量误差。

Claims (6)

1.一种自校准高精度微波测量夹具，有一个基座单元，其特征在于：所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；

所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；

所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；

所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；

所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；

所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构。

2.根据权利要求1所述的测量夹具，其特征在于：所述的基座单元的左凸台的内侧面设置有定位锥，所述的测量单元座上设置有定位孔，所述的定位锥和所述的定位孔呈对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的测量夹具，其特征在于：在所述的固定单元座的内侧设置有压针座和压针，所述的压针安装于压针座上，所述的压针的端头与所述固定单元的同轴连接器的芯头良好接触；在所述的连接单元座的内侧设置有压针和压针座，所述的压针安装于压针座上，所述的压针的端头与所述的连接单元的同轴连接器的芯头良好接触。

4.根据权利要求3所述的测量夹具，其特征在于：所述的测量夹具还包括缓冲机构。

5.一种自校准的高精度微波元件测量系统，包括网络分析仪、电源，其特征在于：所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个同轴连接器分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接，电源与供电电路连接；

所述的自校准高精度微波测量夹具有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构。

6.一种自校准高精度微波测量夹具的校准方法，所述的自校准高精度微波测量夹具连接于测量系统中，所述的测量系统包括网络分析仪、电源，其特征在于：所述的测量系统还包括自校准高精度微波测量夹具以及两个供电电路，所述的自校准高精度微波测量夹具的两个同轴连接器分别与两个供电电路连接，供电电路的另一端与网络分析仪连接，电源与供电电路连接；

所述的自校准高精度微波测量夹具有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；所述的连接单元包括连接单元座、同轴连接器、丝杆、旋转手柄；所述的同轴连接器安装在所述连接单元座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述连接单元座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述连接单元座的内表面；所述的连接单元安装于所述基座单元的两条滑轨上，所述丝杆与所述安装座上的夹紧螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端与连接单元座铰接，所述丝杆的另一端安装所述旋转手柄；所述的压紧单元包括压紧单元座、均衡压杆、锁舌和锁固机构；

所述的自校准高精度微波测量夹具还包括反射标准件、延时标准件和直通标准件，所述的校准方法包括下列步骤：

（1）将自校准高精度微波测量夹具连入测量系统中，取出所述的自校准高精度微波测量夹具的测量单元；

（2）将反射标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行反射校准，保存网络分析仪的反射校准状态，反射校准完成，取出反射标准件；

（3）将直通标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行直通校准，保存网络分析仪的直通校准状态，直通校准完成，取出直通标准件；

（4）将延时标准件放入自校准高精度微波测量夹具中测量单元的位置，使用网络分析仪进行延时校准，保存网络分析仪的延时校准状态，延时校准完成，取出延时标准件，将测量单元放回自校准高精度微波测量夹具的相应位置。

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