CN105572480A - 原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，属于电磁兼容技术领域。所述方法将连接线接到矢量网络分析仪进行校准，然后将被测线缆一端与连接线相连，另一端与校准件相连，进行单端口散射参数测试；然后，计算出未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数；最后，通过参数优化过程得到消除连接器影响后的双端口散射参数，进而可计算出被测线缆的传输线参数。本发明免去了对已安装线缆进行拆卸及重新安装所带来的额外工程量，测试过程方便快捷；本发明方法消除了连接器的影响，可以在百MHz频率范围内较准确地获取线缆的传输线参数。

Description

原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法

技术领域

本发明涉及一种线缆的传输线参数测试方法，所获取的参数用于与线缆耦合相关的电磁兼容整改分析与故障诊断中，属于电磁兼容技术领域。

背景技术

双导体形式线缆指传输横电磁波或准横电磁波的宽频带传输线，包括平行双线、同轴线、单芯屏蔽线等。传输线参数指传播常数与特性阻抗。

当设备或系统不能满足有关电磁干扰的限制要求时，90％是线缆的原因(何宏,张宝峰,张大建,孟晖等.电磁兼容与电磁干扰[M].北京:国防工业出版社,200744～45)。线缆成为电磁兼容整改分析与故障诊断过程中的主要研究对象，而线缆的传输线参数是必需的输入条件。然而，线缆厂家不直接提供传输线参数，且其提供的信息也不足以计算传输线参数，因此必须通过测试获取。此外，很多设备或系统的线缆均是已安装固定好的，拆卸成本大，原位测试线缆传输线参数十分必要。

现有的原位测试双导体形式线缆传输参数的方法主要有两类：

第一类为相量测量法，相量即包含幅值和相位的量，该方法在线缆两端加装相位测量装置，并使用GPS模块进行同步定位，这样便可测到线缆两端的电压相量与电流相量，再利用传输线理论公式即可得出传输线参数。

第二类为开路-短路法，即令线缆一端开路，测另一端的开路输入阻抗；再令线缆一端短路，测另一端的短路输入阻抗。线缆的开路输入阻抗、短路输入阻抗与传输线参数有相应的转换关系式，将测得的阻抗值通过关系式的计算即可得出传输线参数。

第一类方法适用于电力系统的超长输电线，所获取传输线参数的频率在Hz量级，测量装置也不是电磁兼容实验室的常备仪器；第二类方法所获取传输线参数的频率不超过几十MHz量级，频率升高后，由于该类方法不能完全消除测试中使用的连接器的影响，结果会出现严重偏差。

发明内容

为了获取双导体形式线缆的传输线参数，本发明提出一种易于工程操作、频率可达百MHz量级的原位测试方法。该测试方法所需使用的部件为：矢量网络分析仪及其配套的校准件、连接线和连接器。首先，将连接线接到矢量网络分析仪进行校准，以消除后续测试中连接线的影响；校准后，将被测线缆一端与连接线相连，另一端与校准件相连，进行单端口散射参数测试；然后，利用测试到的单端口散射参数与校准件的单端口散射参数，计算出未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数；最后，根据连接器的影响原理，通过参数优化过程得到消除连接器影响后的双端口散射参数，进而可计算出被测线缆的传输线参数，用于与线缆相关的电磁兼容分析。

本发明原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，包括有下列步骤：

步骤一：矢量网络分析仪接连接线进行校准；

将连接线接到矢量网络分析仪的1端口，利用校准件进行单端口校准，从而消除后续测试中连接线的影响；

步骤二：对被测线缆进行单端口散射参数测试；

校准后，将连接线与被测线缆的一端相连，被测线缆的另一端与校准件相连。在校准件为开路、短路、50欧姆负载三种情况下分别进行单端口散射参数测试；

步骤三：计算未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数；

整个测试系统为级联系统，利用级联系统各部分散射参数的关系，计算出未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数；

步骤四：消除连接器的影响；

连接器在频率较高时，带来明显的相移与不连续效应，使结果出现严重偏差。此影响可以用两组参数表示，通过这两组参数的优化过程得到不含连接器影响的被测线缆双端口散射参数，最后将双端口散射参数转换为被测线缆的传输线参数。

本发明测试方法的优点在于：

(1)本发明测试方法在获取线缆的传输线参数时，不需将线缆双端同时连接到测试仪器，而是采用单端口测试，因此免去了对已安装线缆进行拆卸及重新安装所带来的额外工程量，测试过程方便快捷。

(2)测试所使用的仪器为矢量网络分析仪，该仪器为工程与实验室常用仪器，测试条件简单。

(3)测试中附加使用的连接器与连接线无特殊的长度与型号要求，只需根据测试操作所需进行选取。

(4)本发明方法消除了连接器的影响，可以在百MHz频率范围内较准确地获取线缆的传输线参数。

附图说明

图1是矢量网络分析仪接连接线进行校准的连接示意图。

图2是对被测线缆进行单端口散射参数测试的连接示意图。

图3是本发明方法得到的、未消除连接器影响的与标称的三种传输常数结果的对比图。

图4是本发明方法得到的、未消除连接器影响的与标称的三种特性阻抗结果的对比图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明针对双导体形式线缆，在较宽频率范围内通过原位测试获取线缆传输线参数，用于电磁兼容分析。本发明方法所需使用的部件为：矢量网络分析仪及其配套的校准件、连接线和连接器。其中，连接线为特性阻抗是50欧姆的同轴线，使用的目的是方便测试仪器与被测线缆的连接，长度和型号无特殊要求；连接器也是同轴形式，用于连接线与被测线缆、被测线缆与校准件之间的连接，型号无特殊要求。所述测试仪器和校准件为矢量网络分析仪及其配套的校准件。

本发明原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，包括有下列步骤：

步骤一：矢量网络分析仪接连接线进行校准；

如图1所示，将连接线接到矢量网络分析仪的1端口。把校准件的开路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口开路校准；再把校准件的短路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口短路校准；最后把校准件的50欧姆负载端口与连接线的空闲端相连，进行1端口50欧姆负载校准。这样便完成了单端口校准，后续测试的结果将不受连接线的影响。

步骤二：对被测线缆进行单端口散射参数测试；

校准后，保持连接线与矢量网络分析仪的连接不变。如图2所示，将连接线的空闲端通过连接器与被测线缆的一端相连，被测线缆的另一端通过连接器与校准件的开路端口相连，在矢量网络分析仪中设置好所需的频段和频点数(频点数设为n)后，进行单端口散射参数测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_open}表示；接着，上述连接与设置不变，仅把校准件的开路端口换为短路端口，再次进行测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_short}表示；最后，上述连接与设置不变，仅把校准件的短路端口换为50欧姆负载端口，再次进行测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_50}表示。

步骤三：计算未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数；

图2中虚线框内部分的双端口散射参数记为[S′₁₁,S′₁₂,S′₂₁,S′₂₂]，即未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数，在每个频点处利用下式计算：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_{11}^{\′}=S_{11\_50}\\ S_{22}^{\′}=\frac{2S_{11\_50}-S_{11\_open}-S_{11\_short}}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\\ {S_{12}^{\′}}^2={S_{21}^{\′}}^2=\frac{(S_{11\_50}-S_{11\_open})-(2S_{11\_50}-2S_{11\_short})}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\end{array}\right.$

步骤四：消除连接器的影响；

被测线缆两端连接器的影响主要为相移和不连续性，用两组参数表示：a₁和L₁，a₂和L₂。这两组参数的值是待确定的，通过下面的参数优化过程得出。

首先，在每个频点处将被测线缆的未消除连接器影响的双端口散射参数[S′₁₁,S′₁₂,S′₂₁,S′₂₂]，转换为未消除连接影响的双端口传输参数[T′₁₁,T′₁₂,T′₂₁,T′₂₂]：

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{\′}& T_{12}^{\′}\\ T_{21}^{\′}& T_{22}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{S}_{12}^{\′}-S_{11}^{\′}{S}_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& S_{11}^{\′}/S_{21}^{\′}\\ -S_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& 1/S_{21}^{\′}\end{array}\right];$

然后，设定a₁和a₂的取值范围为：(以厘米为单位的连接器长度±0.5)×10^-10，设定L₁和L₂的取值范围：0～10^-8，上述的两组参数的取值范围可以根据经验或优化结果调整。a₁、a₂、L₁、L₂在各自的取值范围内取值，这样将有很多组合情况，通过下面的计算去掉不满足要求的取值组合，选出最优的取值组合：

在测试的每个频点(频率表示为f，ω为角频率)处计算：

ω＝2πf

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}& T_{12}\\ T_{21}& T_{22}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1& {\mathrm{j\ωL}}_1\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1-a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2-a_1)\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2& {\mathrm{j\ωL}}_2\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}& S_{12}\\ S_{21}& S_{22}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_{12}/T_{22}& T_{11}-T_{12}{T}_{21}/T_{22}\\ 1/T_{22}& -T_{21}/T_{22}\end{array}\right]$

d＝|S₁₁-S₂₂|，

$Z_c=50\sqrt{\[{(1+S_{11})}^2-S_{21}^2\]/\[{(1-S_{11})}^2-S_{21}^2\]}$

其中，[T₁₁,T₁₂,T₂₁,T₂₂]和[S₁₁,S₁₂,S₂₁,S₂₂]分别是经a₁、a₂、L₁、L₂优化后的被测线缆的双端口传输参数和双端口散射参数。d和Z_c是两个中间变量。

(1)去掉不满足要求的取值组合。将所有频点处的d加起来，记为若小于设定的阈值，则相应的取值组合保留，否则去掉。阈值可先设为3，若没有取值组合能够满足该阈值要求，则增大阈值；若最终优化的参数结果不能满足要求，则减小阈值。

(2)选出最优的取值组合。对(1)中保留下来的取值组合，计算n为频点数。比较各取值组合上式计算的结果，结果最小的情况对应的取值组合即为最优取值组合，记为

最后，利用最优取值组合计算被测线缆的双端口传输参数和双端口散射参数

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{*}& T_{12}^{*}\\ T_{21}^{*}& T_{22}^{*}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1^{*}-a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2^{*}-a_1^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}^{*}& S_{12}^{*}\\ S_{21}^{*}& S_{22}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_{12}^{*}/T_{22}^{*}& T_{11}^{*}-T_{12}^{*}{T}_{21}^{*}/T_{22}^{*}\\ 1/T_{22}^{*}& -T_{21}^{*}/T_{22}^{*}\end{array}\right]$

进而得到被测线缆的传播常数γ^*与特性阻抗

${\mathrm{\γ}}^{*}=1/l\·{\cosh }^{-1}\[(1-{S_{11}^{*}}^2+{S_{21}^{*}}^2)/\left(2S_{21}^{*}\right)\]$

$Z_c^{*}=50\sqrt{\[{(1+S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]/\[{(1-S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]}$

其中，l为被测线缆长度；cosh^-1表示反双曲余弦。

本发明提出的一种在较宽频率范围内原位测试获取双导体形式线缆的传输线参数的方法，由于采用单端口测试，不需拆卸线缆，且测试仪器仅需矢量网络分析仪，便于工程实现。此外，由于连接器在较高频段会导致结果出现严重畸变，本发明通过便于计算机实现的优化过程消除连接器的影响，提高了获取参数的准确性和可用频率范围，为电磁兼容分析提供输入条件。

实施例

下面通过一个具体的实施例，对本发明提出的双导体形式线缆的宽频带传输线参数原位测试获取方法做出进一步的阐释。

在阐释方法的同时，为便于对所提出方法进行验证，选取型号已知、信息完备的同轴线进行传输线参数的原位测试获取。被测线缆为某系统中一根5米长、型号为RG179的同轴线，其参数信息见表1。本测试中被测线缆两端为SMA公头连接器；矢量网络分析仪配套的校准件端口为3.5mm母连接器；连接线为一根0.5米长、型号为RG316的同轴线，两端为SMA公头连接器。连接线与被测线缆之间还需一个SMA母头转母头连接器，才能相连；被测线缆与校准件仅通过各自端口的连接器便可相连。测试频率设定为从400kHz到400MHz，频点数为401。

表1被测线缆的标称参数信息

步骤一：将连接线接到矢量网络分析仪的1端口。把校准件的开路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口开路校准；再把校准件的短路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口短路校准；最后把校准件的50欧姆负载端口与连接线的空闲端相连，进行1端口50欧姆负载校准。

步骤二：校准后，将连接线的空闲端通过SMA母头转母头连接器与被测线缆的一端相连，被测线缆的另一端与校准件的开路端口相连。在矢量网络分析仪中设置好所需的频段和频点数后，进行单端口散射参数测试，测到的数据记为S_{11_open}；接着，上述连接与设置不变，仅把校准件换为短路端口，再次进行测试，测到的数据记为S_{11_short}；最后，上述连接与设置不变，仅把校准件换为50欧姆负载端口，再次进行测试，测到的数据记为S_{11_50}。将上述三组数据导出保存到计算机。

步骤三：计算未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数[S′₁₁,S′₁₂,S′₂₁,S′₂₂]：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_{11}^{\′}=S_{11\_50}\\ S_{22}^{\′}=\frac{2S_{11\_50}-S_{11\_open}-S_{11\_short}}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\\ {S_{12}^{\′}}^2={S_{21}^{\′}}^2=\frac{(S_{11\_50}-S_{11\_open})-(2S_{11\_50}-2S_{11\_short})}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\end{array}\right.$

步骤四：编写如下程序：

(1)计算：

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{\′}& T_{12}^{\′}\\ T_{21}^{\′}& T_{22}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{S}_{12}^{\′}-S_{11}^{\′}{S}_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& S_{11}^{\′}/S_{21}^{\′}\\ -S_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& 1/S_{21}^{\′}\end{array}\right]$

(2)设定a₁的取值范围为0.5×10^-10～1.5×10^-10，取值间隔为10^-11；设定a₂的取值范围为0～1×10^-10，取值间隔为10^-11；设定L₁的取值范围为0～3×10^-9，取值间隔为10^-10；设定L₂的取值范围为0～3×10^-9，取值间隔为10^-10。

(3)对a₁、a₂、L₁、L₂的每一个取值组合，计算：

每个频点处的

ω＝2πf

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}& T_{12}\\ T_{21}& T_{22}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1& {\mathrm{j\ωL}}_1\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1-a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2-a_1)\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2& {\mathrm{j\ωL}}_2\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}& S_{12}\\ S_{21}& S_{22}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_{12}/T_{22}& T_{11}-T_{12}{T}_{21}/T_{22}\\ 1/T_{22}& -T_{21}/T_{22}\end{array}\right]$

d＝|S₁₁-S₂₂|

$Z_c=50\sqrt{\[{(1+S_{11})}^2-S_{21}^2\]/\[{(1-S_{11})}^2-S_{21}^2\]}$

判断是否小于设定的阈值3，若小于，则继续；否则，跳过该取值组合。

(4)比较每个取值组合的选出结果最小的那个组合，记为

(5)计算

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{*}& T_{12}^{*}\\ T_{21}^{*}& T_{22}^{*}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1^{*}-a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2^{*}-a_1^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}^{*}& S_{12}^{*}\\ S_{21}^{*}& S_{22}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_2^{*}/T_{22}^{*}& T_{11}^{*}-T_{12}^{*}{T}_{21}^{*}/T_{22}^{*}\\ 1/T_{22}^{*}& -T_{21}^{*}/T_{22}^{*}\end{array}\right]$

${\mathrm{\γ}}^{*}=1/5\·{\cosh }^{-1}\[(1-{S_{11}^{*}}^2+{S_{21}^{*}}^2)/\left(2S_{21}^{*}\right)\]$

$Z_c^{*}=50\sqrt{\[{(1+S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]/\[{(1-S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]}$

传播常数γ^*与特性阻抗即为被测线缆的传输线参数。

本发明方法得到的传输线参数结果、未消除连接器影响的传输线参数结果与被测线缆本身的标称值在图3与图4中进行了对比展示。按照惯例，传输线参数中的传播常数用衰减常数与传播速度共同表示，传输线参数中的特性阻抗用其幅值和相角共同表示。从图中看出频率超过20MHz后，未消除连接器影响的结果出现了震荡，偏差较大，而本发明方法在从400kHz到400MHz的整个测试频段结果都比较准确，可以为与线缆相关的电磁兼容分析提供准确的输入参数。

Claims (6)

1.原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：

步骤一：矢量网络分析仪接连接线进行校准；

将连接线接到矢量网络分析仪的1端口，利用校准件进行单端口校准，从而消除后续测试中连接线的影响；

步骤二：对被测线缆进行单端口散射参数测试；

校准后，保持连接线与矢量网络分析仪的连接不变，将连接线的空闲端通过连接器与被测线缆的一端相连，被测线缆的另一端通过连接器与校准件的开路端口相连，在矢量网络分析仪中设置好所需的频段和频点数后，进行单端口散射参数测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_open}表示；接着，上述连接与设置不变，仅把校准件的开路端口换为短路端口，再次进行测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_short}表示；最后，上述连接与设置不变，仅把校准件的短路端口换为50欧姆负载端口，再次进行测试，得到n个测量值，后续计算中使用到相应频点处的测量值时，用S_{11_50}表示；

步骤三：计算未消除连接器影响的被测线缆的双端口散射参数[S′₁₁,S′₁₂,S′₂₁,S′₂₂]：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_{11}^{\′}=S_{11\_50}\\ S_{22}^{\′}=\frac{2S_{11\_50}-S_{11\_open}-S_{11\_short}}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\\ {S_{12}^{\′}}^2={S_{21}^{\′}}^2=\frac{(S_{11\_50}-S_{11\_open})(2S_{11\_50}-2S_{11\_short})}{S_{11\_short}-S_{11\_open}}\end{array}\right.;$

步骤四：消除连接器的影响；

连接器的影响用两组参数a₁和L₁、a₂和L₂表示，通过这两组参数的优化过程得到不含连接器影响的被测线缆双端口散射参数，最后将双端口散射参数转换为被测线缆的传输线参数。

2.根据权利要求1所述的原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：步骤四具体为：

在每个频点处将被测线缆的未消除连接器影响的双端口散射参数[S′₁₁,S′₁₂,S′₂₁,S′₂₂]，转换为未消除连接影响的双端口传输参数[T′₁₁,T′₁₂,T′₂₁,T′₂₂]：

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{\′}& T_{12}^{\′}\\ T_{21}^{\′}& T_{22}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{S}_{12}^{\′}-S_{11}^{\′}{S}_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& S_{11}^{\′}/S_{21}^{\′}\\ -S_{22}^{\′}/S_{21}^{\′}& 1/S_{21}^{\′}\end{array}\right];$

a₁、a₂、L₁、L₂在各自的取值范围内取值，在测试的每个频点计算：

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}& T_{12}\\ T_{21}& T_{22}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1& {\mathrm{j\ωL}}_1\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1-a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2-a_1)\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1+a_2)\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2& {\mathrm{j\ωL}}_2\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}& S_{12}\\ S_{21}& S_{22}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_{12}/T_{22}& T_{11}-T_{12}{T}_{21}/T_{22}\\ 1/T_{22}& -T_{21}/T_{22}\end{array}\right]$

d＝|S₁₁-S₂₂|，

$Z_c=50\sqrt{{(1+S_{11})}^2-S_{21}^2\]/\[{(1-S_{11})}^2-S_{21}^2\]}$

其中，[T₁₁,T₁₂,T₂₁,T₂₂]和[S₁₁,S₁₂,S₂₁,S₂₂]分别是经a₁、a₂、L₁、L₂优化后的被测线缆的双端口传输参数和双端口散射参数，d和Z_c是两个中间变量；

将所有频点处的d加起来，记为若小于设定的阈值，则相应的取值组合保留，否则去掉；

对保留下来的取值组合，计算n为频点数；比较各取值组合计算的结果Z_c，Z_c最小的情况对应的取值组合即为最优取值组合，记为

最后，利用最优取值组合计算被测线缆的双端口传输参数和双端口散射参数

$\left[\begin{array}{cc}{T}_{11}^{*}& T_{12}^{*}\\ T_{21}^{*}& T_{22}^{*}\end{array}\right]={10}^4\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_1^{*}\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{cc}{e}^{j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{11}^{\′}& e^{j(a_1^{*}-a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{12}^{\′}\\ e^{j(a_2^{*}-a_1^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{21}^{\′}& e^{-j(a_1^{*}+a_2^{*})\mathrm{\ω}}\·T_{22}^{\′}\end{array}\right]\·{\left[\begin{array}{cc}100-{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& {\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\\ -{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}& 100+{\mathrm{j\ωL}}_2^{*}\end{array}\right]}^{-1}$

$\left[\begin{array}{cc}{S}_{11}^{*}& S_{12}^{*}\\ S_{21}^{*}& S_{22}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{T}_{12}^{*}/T_{22}^{*}& T_{11}^{*}-T_{12}^{*}{T}_{21}^{*}/T_{22}^{*}\\ 1/T_{22}^{*}& -T_{21}^{*}/T_{22}^{*}\end{array}\right]$

进而得到被测线缆的传播常数γ^*与特性阻抗

${\mathrm{\γ}}^{*}=1/l\·{\cosh }^{-1}\[(1-{S_{11}^{*}}^2+{S_{21}^{*}}^2)/\left(2S_{21}^{*}\right)\]$

$Z_c^{*}=50\sqrt{{(1+S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]/\[{(1-S_{11}^{*})}^2-{S_{21}^{*}}^2\]}$

其中，l为被测线缆长度；cosh^-1表示反双曲余弦；f和ω分别为相应频点的频率和角频率。

3.根据权利要求1所述的原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：所述连接线为特性阻抗是50欧姆的同轴线。

4.根据权利要求1所述的原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：所述步骤一中的校准具体为：

把校准件的开路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口开路校准；再把校准件的短路端口与连接线的空闲端相连，进行1端口短路校准；最后把校准件的50欧姆负载端口与连接线的空闲端相连，进行1端口50欧姆负载校准。

5.根据权利要求1所述的原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：所述两组参数a₁和L₁、a₂和L₂，a₁和a₂的取值范围为(以厘米为单位的连接器长度±0.5)×10^-10，L₁和L₂的取值范围：0～10^-8。

6.根据权利要求1所述的原位测试双导体形式线缆的宽频带传输线参数的方法，其特征在于：所述阈值为3，若没有取值组合能够满足该阈值要求，则增大阈值；若最终优化的参数结果不能满足要求，则减小阈值。