CN104062510B

CN104062510B - 可减小测量误差的两端口较远互易馈线插入损耗测量方法

Info

Publication number: CN104062510B
Application number: CN201410321110.8A
Authority: CN
Inventors: 刘朋朋; 朱成兰; 戴炜; 赵丽君
Original assignee: 724th Research Institute of CSIC
Current assignee: 724th Research Institute of CSIC
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2034-07-07
Also published as: CN104062510A

Abstract

本发明为可减小测量误差的两端口较远互易馈线插入损耗测量方法，其特征为：只使用矢量网络分析仪的一个端口，分别测试馈线末端连接匹配负载、短路或开路模块时的回波损耗，再测量馈线起始端连接匹配负载的回波损耗，通过公式计算得到馈线的插入损耗。此方法经过严格的理论推导，不存在理论误差，测试精度取决于仪表精度。该方法配合使用的器件为匹配负载，短路模块或者开路模块，这些器件与矢量网络分析仪的校准件相同，无需另行购买，并方便携带与使用。该方法可以集成到矢量网络分析仪内部，由矢量网络分析仪存储各个测试中间量，然后通过矢量网络分析仪完成公式计算，最后直接输出插入损耗的测量结果。

Description

可减小测量误差的两端口较远互易馈线插入损耗测量方法

技术领域

馈线是控制电磁信号的传输线、元器件与网络的总称。本发明涉及一种互易两端口馈线插入损耗测量方法，适用于各种互易两端口馈线插入损耗的测量，尤其适用于馈线端口相距较远甚至使用网络分析仪双端口不能直接测量互易两端口馈线插入损耗的情况。本发明属于微波测量领域。

背景技术

馈线复杂庞大，如天波、地波雷达的天馈线可铺设绵延数千米。插入损耗是衡量馈线电性能的重要参数，一般使用网络分析仪的双端口测量两端口馈线的插入损耗。但对于两端口相距较远的互易馈线，使用网络分析仪的双端口进行测量时，测试电缆冗长、昂贵，测试精度差；对于两端口相距很远的互易馈线，根本无法使用网络分析仪的双端口测量。

工程上可以应用三端环形器与网络分析仪的双端口测量互易两端口馈线的插入损耗，如图1所示。校准方法如图2所示，三端环形器的2端口接短路模块，校准插入损耗，即校准网络分析仪的Through选项。测试时，使用网络分析仪测量插入损耗，记为S₂₁，则互易两端口馈线的插入损耗为S₂₁/2。这种测试方法误差大，并且在互易两端口馈线失配时，测试误差很大。

本发明涉及的两端口较远的互易馈线插入损耗减小误差测量方法，仅使用矢量网络分析仪的一个端口就能完成互易两端口馈线插入损耗的测量。本发明的方法能够明显减小测量误差。

发明内容

本发明着眼于两端口较远的互易馈线插入损耗测量误差的减小方法，以解决应用三端环形器与网络分析仪的双端口测量插入损耗误差大的问题。方法本身适用于各种互易两端口馈线。

实现本发明目的的技术解决方案为：

第一步，对矢量网络分析仪进行单端口校准。

第二步，将矢量网络分析仪已校准后的端口连接待测馈线的一端，待测馈线的另一端连接匹配负载，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，记为M₁₁。

第三步，矢量网络分析仪连接待测馈线的一端不变，待测馈线的另一端连接短路模块或者开路模块，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，若待测馈线的另一端连接短路模块，则测试结果记为X₁₁，若待测馈线的另一端连接开路模块，则测试结果记为Y₁₁。

第四步，将第二步中矢量网络分析仪的端口与匹配负载的位置互换，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，记为M₂₂。

第五步，将M₁₁、X₁₁、M₂₂带入公式（1）计算得到插入损耗,或者将M₁₁、Y₁₁、M₂₂带入公式（2）计算得到插入损耗。

（1）

（2）

该方法可以集成到矢量网络分析仪内部，直接存储测量结果M₁₁、M₂₂、X₁₁或Y₁₁到矢量网络分析仪内，然后通过矢量网络分析仪计算公式（1）或者公式（2），最后直接输出插入损耗的测量结果。

本发明的关键点是：

1.该方法经过严格的理论推导，不存在理论误差，测试精度取决于仪表精度；

2.仅使用矢量网络分析仪的一个端口就能完成互易两端口馈线插入损耗的测量；

3.该方法配合使用的器件为匹配负载，短路模块或者开路模块，这些器件与矢量网络分析仪的校准件相同，无需另行购买，并方便携带与使用；

4.该方法可以集成到矢量网络分析仪内部，直接存储测量结果M₁₁、M₂₂、X₁₁或Y₁₁到矢量网络分析仪内，然后通过矢量网络分析仪计算公式（1）或者公式（2），最后直接输出插入损耗的测量结果。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1.与应用三端环形器与网络分析仪的双端口测量插入损耗的方法相比，极大的减小了测量误差。这尤其适用于馈线端口相距较远甚至使用网络分析仪双端口不能直接测量互易两端口馈线插入损耗的情况。此方法经过严格的理论推导，不存在理论误差，测试精度取决于仪表精度。

2.仅使用矢量网络分析仪的一个端口就能完成互易两端口馈线插入损耗的测量。在矢量网络分析仪只有一个端口正常工作时，能应用此方法测量互易两端口馈线的插入损耗。

3.该方法配合使用的器件为匹配负载，短路模块或者开路模块，这些器件与矢量网络分析仪的校准件相同，无需另行购买，并方便携带与使用。

4.本发明的方法使用了矢量网络分析仪的三个测量结果，并且计算得到插入损耗，由于矢量网络分析仪本身具有计算功能，可方便的将整个测试方法集成到矢量网络分析仪内部，极大的方便此方法的使用。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1使用三端环行器及网络分析仪双端口测量馈线插入损耗示意图。

图2使用三端环行器及网络分析仪双端口测量馈线插入损耗的校准方法示意图。

图3本文方法测量馈线插入损耗使用的矢量网络分析仪的一个端口、短路或开路模块及匹配负载的示意图。

图4 M₁₁的测量示意图。

图5 X₁₁的测量示意图。

图6 Y₁₁的测量示意图。

图7 M₂₂的测量示意图。

所有图中的元器件1、元器件2…元器件N代表馈线中含有的元器件。

具体实施方式

本发明涉及的两端口较远的互易馈线插入损耗减小误差测量方法，使用的仪表及器件如图3所示，具体实施方式如下：

1）对矢量网络分析仪的一个端口进行校准，此处以port1端口为例介绍。

2）如图4所示，待测馈线的端口一连接矢量网络分析仪的port1，待测馈线的端口二连接匹配负载。记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗,记为M₁₁, M₁₁为复数，包含实部和虚部。

3）待测馈线的端口一连接矢量网络分析仪的port1，待测馈线的端口二连接短路模块或开路模块。连接短路模块的示意图如图5所示，连接开路模块的示意图如图6所示。记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗, 若待测馈线的端口二连接短路模块，则测试结果记为X₁₁, 若待测馈线的端口二连接开路模块，则测试结果记为Y₁₁, X₁₁、Y₁₁为复数，包含实部和虚部。

4）如图7所示，待测馈线的端口二连接矢量网络分析仪的port1，待测馈线的端口一连接匹配负载。记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗,记为M₂₂, M₂₂为复数，包含实部和虚部。

5）将M₁₁、X₁₁、M₂₂带入公式（1）计算得到插入损耗,或者将M₁₁、Y₁₁、M₂₂带入公式（2）计算得到插入损耗。

这种方法操作较简单，只使用了矢量网络分析仪的一个端口就可以测量得到互易两端口馈线的插入损耗。该方法可以集成到矢量网络分析仪内部，直接存储测量结果M₁₁、M₂₂、X₁₁或Y₁₁到矢量网络分析仪内，然后通过矢量网络分析仪计算公式（1）或者公式（2），最后直接输出插入损耗的测量结果。

Claims

1.一种互易两端口馈线插入损耗测量方法，其特征为：

第一步，对矢量网络分析仪进行单端口校准；

第二步，将矢量网络分析仪已校准后的端口连接待测馈线的一端，待测馈线的另一端连接匹配负载，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，记为M₁₁；

第三步，矢量网络分析仪连接待测馈线的一端不变，待测馈线的另一端连接短路模块或者开路模块，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，若待测馈线的另一端连接短路模块，则测试结果记为X₁₁，若待测馈线的另一端连接开路模块，则测试结果记为Y₁₁；第四步，将第二步中矢量网络分析仪的端口与匹配负载的位置互换，记录或导出矢量网络分析仪的回波损耗的实部和虚部，记为M₂₂；

第五步，将M₁₁、X₁₁、M₂₂带入公式计算得到插入损耗,或者将M₁₁、Y₁₁、M₂₂带入公式计算得到插入损耗。

2.根据权利要求1所述的互易两端口馈线插入损耗测量方法，其特征为：由矢量网络分析仪存储M₁₁、M₂₂、X₁₁或者Y₁₁，然后通过矢量网络分析仪计算公式或公式最后直接输出插入损耗的测量结果。