CN108151641A - 一种射频传输线的长度测量方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频传输线的长度测量方法及设备，包括：通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，第一射频传输线的另一端处于开路状态；产生激励信号，通过信号分离器将激励信号分离成第一信号和第二信号，第一信号为参考信号；将第二信号传输至第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，测试信号为第二信号在第一射频传输线中传输并经第一射频传输线的另一端进行全反射得到；比较参考信号和测试信号之间的相位差；根据相位差，测量得到满足传输时延值的第一射频传输线的物理长度值。对于尚未加工成的射频传输线，能够保证制作出的射频传输线的长度比较精确，同时也能够有效保证所制作出的射频传输线的时延精度。

Description

一种射频传输线的长度测量方法及设备

技术领域

本申请涉及电磁信号测试领域，尤其涉及一种射频传输线的长度测量方法及设备。

背景技术

随着互联网技术和通信技术的发展，电子产品行业得以迅猛发展。为了满足不同用户的需求，电子产品的功能越来越多，进而对电子产品的信号传输性能要求也越来越高。不同电子产品之间通过传输线进行数据交换或者信号交互，相应地对传输线性能的要求也越来越苛刻。

但是，由于射频传输线的长度与信号传输时延之间存在关联关系，那么在制作传输时延要求高的射频传输线时，既耗时、耗力，又不能保证制作完成的射频传输线达到所要的延时要求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种射频传输线的长度测量方法及设备，用于解决现有技术中制作的射频传输线无法达到时延要求的问题。

本申请实施例提供了一种射频传输线的长度测量方法，

通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态，包括：

产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；

将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；

比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；

根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

本申请实施例还提供了一种射频传输线的长度测量设备，包括：

连接部件，用于通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；

分离器，用于产生激励信号，并将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；

定向耦合器，用于将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；

测量单元，用于比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；并根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

本申请提供的至少一个实施例所达到的有益效果如下：

本申请实施例所提供的长度测量方法，通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。能够有效测量射频传输线的物理长度，对于尚未加工成的射频传输线，通过本申请实施例提供的方法能够保证制作出的射频传输线的长度比较精确，同时也能够有效保证所制作出的射频传输线的时延精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种射频传输线的长度测量方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的射频传输线与矢量网络分析仪的端口1连接的示意图；

图3为本申请实施例提供的测量参数输入的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种射频传输线的长度测量设备的结构示意图。

具体实施方式

为了实现本申请的目的，本申请实施例提供了一种射频传输线的长度测量方法及设备，通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。能够有效测量射频传输线的物理长度，对于尚未加工成的射频传输线，通过本申请实施例提供的方法能够保证制作出的射频传输线的长度比较精确，同时也能够有效保证所制作出的射频传输线的时延精度。

下面结合说明书附图对本申请各实施例作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种射频传输线的长度测量方法的流程示意图。所述方法可以如下所示。

步骤101：通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态。

在本申请实施例中，由于射频传输线的物理长度与传输时延之间存在关联关系，那么在制作射频传输线时，可以通过长度测量的方式使其制作的射频传输线的延时精度得以提高。

需要说明的是，射频传输线的传输时延可以通过射频传输线的相位曲线进行确定。

首先，准备第一射频传输线。这里的“第一射频传输线”中包含的“第一”没有特殊含义。本申请实施例中记载的第一射频传输线包括但不限于射频同轴传输线成品和半成品。所谓半成品的射频同轴传输线是指一端制作完成(空气线/电缆与连接器等连接)后，另一端保持开路/短路状态。

这里开路/短路状态说明：确保产品开路端不能是任何信号辐射泄漏模式，尽量使信号得到全反射，同轴线断面齐平，绝缘介质、内导体不能漏出屏蔽层。

其次，通过设定端口与该第一射频传输线的一端(即制作完成端)连接。

这里的设定端口可以是指端口1，还可以是其他端口，这里不做具体限定。

在本申请实施例中，在通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接之前，所述方法还包括：

利用设定的校准方法，根据不同的电路状态，对设定端口的配置参数进行校准，所述电路状态包含开路状态、短路状态和负载状态。

例如：采用标准传统的OSL(open-short-load)校准方法，假设中频带宽选择为200Hz，扫描点数选择801个点，并开启校准。

步骤102：矢量网分析仪产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号。

在本申请实施例中，通过矢量网分析仪能够准确测量射频传输线的相位曲线，为本申请实施例能够准确确定射频传输线的物理长度值奠定基础。

矢量网分析仪在检测到设定端口连接射频传输线的情况下，产生激励信号。通过信号分离器将该激励信号分离成第一信号和第二信号。

这里的第一信号作为参考信号，以确定射频传输线的传输时延。这里的第二信号将被传输至第一射频传输线中。

步骤103：信号分离器将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号。

其中，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到。

在本申请实施例中，信号分离器将所述第二信号传输至第一射频传输线之后，第二测试信号在所述第一射频传输线中传输并在到达所述第一传输线的开路端时，发生全反射，定向耦合器采集全反射后测试信号。

步骤104：比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差。

在本申请实施例中，在接收到所述测试信号的情况下，确定所述第二信号在所述第一射频传输线中传输以及所述反射信号在所述第一射频传输线中传输得到的相位曲线，所述相位曲线用于表征所述第二信号和所述反射信号在所述第一射频传输线中传输的不同频率点与相位之间的关系；

利用所述相位曲线，比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差。

需要说明的是，通过对该相位曲线的分析，能够确定该第一射频传输线的信号传输时延特性。

步骤105：根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

在本申请实施例中，首先，根据所述相位差，得到所述第一射频传输线的反射系数。

具体地，在得到所述相位差之后，可以根据该相位差得到第一射频传输线的反射系数，该反射系数为矢量，包含幅度和相位信息，分别表征反射信号与入射信号的幅度比值和相位差。

在本申请实施例中，可以通过在矢量网络分析仪中查找S11参数得到对应的反射系数。

其次，根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

具体地，根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，输出满足所述相位差的长度值；

根据输出的长度值，计算得到所述第一射频传输线的物理长度值为输出的长度值的二分之一。

需要说明的是，这里的信号传输速率可以理解为传输线传输信号的速度因子，该速度因子与该传输线的绝缘介质介电常数成反比。

通过本申请实施例提供的技术方案，通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。能够有效测量射频传输线的物理长度，对于尚未加工成的射频传输线，通过本申请实施例提供的方法能够保证制作出的射频传输线的长度比较精确，同时也能够有效保证所制作出的射频传输线的时延精度。

在实际应用中，在制作射频传输线时，可以先将射频传输线的一端完成，而射频传输线的另一端处于开路/短路状态。对矢量网络分析仪的端口(例如：端口1)进行校准，之后与射频传输线的完成端口连接，如图2所示，为本申请实施例提供的射频传输线与矢量网络分析仪的端口1连接的示意图。

开启矢量网络分析仪对射频传输线的时延进行测量。在得到测量信号的相位曲线的情况下，通过在矢量网络分析仪中查找S11参数得到对应的反射系数，如图3所示，为本申请实施例提供的反射系数的示意图。从图3中可以看出，射频传输线的反射系数与射频传输线的物理长度之间的关联关系。通过本申请实施例提供的长度测量方法，便可确定出满足时延参数的射频传输线的物理长度。通过该方案能够将射频传输线的物理长度的测量精度达到0.1mm，有效保证了射频传输线的时延精度。

图4为本申请实施例提供的一种射频传输线的长度测量设备的结构示意图。所述测量设备包括：连接部件401、信号分离器402、定向耦合器403和测量单元404，其中：

连接部件401，用于通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；

信号分离器402，用于产生激励信号，并将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；

定向耦合器403，用于将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；

测量单元404，用于比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；并根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

在本申请的另一个实施例中，所述测量设备还包括：校准单元405，其中：

所述校准单元405，用于在通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接之前，利用设定的校准方法，根据不同的电路状态，对设定端口的配置参数进行校准，所述电路状态包含开路状态、短路状态和负载状态。

在本申请的另一个实施例中，所述测量单元404比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差，包括：

在接收到所述测试信号的情况下，确定所述第二信号在所述第一射频传输线中传输以及所述反射信号在所述第一射频传输线中传输得到的相位曲线，所述相位曲线用于表征所述第二信号和所述反射信号在所述第一射频传输线中传输的不同频率点与相位之间的关系；

利用所述相位曲线，比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差。

在本申请的另一个实施例中，所述测量单元404根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述相位差，得到所述第一射频传输线的反射系数；

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

在本申请的另一个实施例中，所述测量单元404根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，输出满足所述相位差的长度值；

根据输出的长度值，计算得到所述第一射频传输线的物理长度值为输出的长度值的二分之一。

需要说明的是，本申请实施例提供的测量设备可以通过软件方式实现，也可以通过硬件方式实现，这里不做具体限定。通过本申请实施例提供的测量设备能够有效测量射频传输线的物理长度，对于尚未加工成的射频传输线，通过本申请实施例提供的方法能够保证制作出的射频传输线的长度比较精确，同时也能够有效保证所制作出的射频传输线的时延精度。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种射频传输线的长度测量方法，其特征在于，通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态，包括：

产生激励信号，通过信号分离器将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；

将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；

比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；

根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

2.根据权利要求1所述的长度测量方法，其特征在于，在通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接之前，所述方法还包括：

利用设定的校准方法，根据不同的电路状态，对设定端口的配置参数进行校准，所述电路状态包含开路状态、短路状态和负载状态。

3.根据权利要求1所述的长度测量方法，其特征在于，比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差，包括：

在接收到所述测试信号的情况下，确定所述第二信号在所述第一射频传输线中传输以及所述反射信号在所述第一射频传输线中传输得到的相位曲线，所述相位曲线用于表征所述第二信号和所述反射信号在所述第一射频传输线中传输的不同频率点与相位之间的关系；

利用所述相位曲线，比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差。

4.根据权利要求1所述的长度测量方法，其特征在于，根据所述相位差，测量得到满足所述传输时延值的所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述相位差，得到所述第一射频传输线的反射系数；

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

5.根据权利要求4所述的长度测量方法，其特征在于，根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，输出满足所述相位差的长度值；

根据输出的长度值，计算得到所述第一射频传输线的物理长度值为输出的长度值的二分之一。

6.一种射频传输线的长度测量设备，其特征在于，包括：

连接部件，用于通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接，所述第一射频传输线的另一端处于开路状态；

信号分离器，用于产生激励信号，并将所述激励信号分离成第一信号和第二信号，所述第一信号为参考信号；

定向耦合器，用于将所述第二信号传输至所述第一射频传输线中，并通过定向耦合器接收测试信号，所述测试信号为所述第二信号在所述第一射频传输线中传输并经所述第一射频传输线的另一端进行全反射得到；

测量单元，用于比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差；并根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

7.根据权利要求6所述的长度测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括：校准单元，其中：

所述校准单元，用于在通过设定端口与第一射频传输线的一端建立连接之前，利用设定的校准方法，根据不同的电路状态，对设定端口的配置参数进行校准，所述电路状态包含开路状态、短路状态和负载状态。

8.根据权利要求6所述的长度测量设备，其特征在于，所述测量单元比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差，包括：

在接收到所述测试信号的情况下，确定所述第二信号在所述第一射频传输线中传输以及所述反射信号在所述第一射频传输线中传输得到的相位曲线，所述相位曲线用于表征所述第二信号和所述反射信号在所述第一射频传输线中传输的不同频率点与相位之间的关系；

利用所述相位曲线，比较所述参考信号和所述测试信号之间的相位差。

9.根据权利要求6所述的长度测量设备，其特征在于，所述测量单元根据所述相位差，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述相位差，得到所述第一射频传输线的反射系数；

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值。

10.根据权利要求6所述的长度测量设备，其特征在于，所述测量单元根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，测量得到所述第一射频传输线的物理长度值，包括：

根据所述反射系数和所述第一射频传输线的信号传输速率，通过分析所述第一射频传输线的电时延特性，输出满足所述相位差的长度值；

根据输出的长度值，计算得到所述第一射频传输线的物理长度值为输出的长度值的二分之一。