CN109254217A - 一种单侧夹具的s参数提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单侧夹具的S参数提取方法,属于S参数提取领域,包括如下步骤:步骤1:测量单侧夹具端接开路或者短路的S参数;步骤2:将S参数进行时域变换,得到时域参数;步骤3:通过时域门截取,得到夹具的反射参数和传输参数步骤4:利用公式(4),得到夹具的剩余参数本发明基于单侧夹具端接开路或短路的S参数和时域变换,实现对单侧夹具的S参数提取;本发明实现的单侧夹具S参数提取方法,仅需要测量单侧夹具端接开路或短路,测量过程简单,提取结果精度高。
Description
技术领域
本发明属于S参数提取领域,具体涉及一种单侧夹具的S参数提取方法。
背景技术
随着芯片、天线等微波器件的发展,对此类器件的S参数测试要求越来越高。针对此类器件的S参数测试,通常使用探针或天线与矢量网络分析仪相连,进行测试,但是由于探针和天线的引入,带来了测量误差。
现有消除探针误差的方法,主要为校准,校准是通过标准件,通常有开路标准、短路标准、直通标准、传输线标准等,结合矢量网络分析仪的校准软件,实现对校准平面的误差修正。现有消除天线误差的方法,主要为响应修正。响应修正属于退化的校准,通过直通连接,来消除测量中的传输误差。
校准精度高,但是存在缺点:1、需要专门的校准件;2、校准过程复杂,特别是探针情况下,每次扎针都会花费大量时间;3、对操作技术水平要求高。
响应修正方法简单,但是也存在缺点:仅修正了传输误差的影响,匹配、方向性、反射跟踪等误差没有修正。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本发明提出了一种单侧夹具的S参数提取方法,设计合理,克服了现有技术的不足,具有良好的效果。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种单侧夹具的S参数提取方法,包括如下步骤:
步骤1:测量单侧夹具端接开路或者短路的S参数;
将单侧夹具视为一个双端口网络,并在被测件一侧连接反射系数为Γ的开路或短路后,利用梅森公式,得到:
其中,S11为单侧夹具端接开路或短路的整体S参数;为单侧夹具的S参数;Γ为开路或短路的反射参数;
其中,S11为整体S参数,通过矢量网络分析仪测量得到;
若连接开路,则Γ=1;若连接短路,则Γ=-1;
对于无源的器件,有互易特性,即:
步骤2:将S参数进行时域变换,得到时域参数;
时域变换设置变换后的起始时间为-1ns,终止时间为5ns,Kaiser Bessel窗参数设置为5,并选取低通模式,并将转换后的参数转换为阻抗格式,得到S11的时域参数T11;时域参数T11在测量端口和连接开路/短路处均有峰值,将测量端口位置的峰值记做P1,将连接开短路处的峰值记做P2;对S11在P1位置处进行加门处理,门的中心位置为P1,跨度为(P2-P1),得到加门的参数对S11在P2位置处进行加门处理,门的中心位置为P2,跨度为(P2-P1),得到加门的参数
步骤3:通过时域门截取,得到夹具的反射参数和传输参数
由于两次截取分别在测量端口和连接开路/短路处,则有:
步骤4:利用公式(4),得到夹具的剩余参数
利用公式(1)、(2)、(3),得到夹具的剩余参数如公式(4)所示:
至此,夹具的4个S参数全部获得。
本发明所带来的有益技术效果:
本发明基于单侧夹具端接开路或短路的S参数和时域变换,实现对单侧夹具的S参数提取。本发明实现的单侧夹具S参数提取方法,仅需要测量单侧夹具端接开路或短路,测量过程简单,提取结果精度高。
1、操作简单。仅需要单侧夹具被测件一端连接开路或短路及测量其S参数,剩余为算法处理。对于探针或天线,端口空载可视为开路,所以容易实现。不会像校准一样有复杂的操作。
2、信息完整。因为得到的是夹具的全部S参数,所以不像响应校准一样测量精度低。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为单侧夹具端接开路/短路的信号流图。
图3为时域变换得到的T11示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
一、提取流程(如图1所示)
第一步:测量单侧夹具端接开路或者短路的S参数。
第二步:将S参数进行时域变换,得到时域参数。
第三步:通过时域门截取,得到夹具的反射参数
第四步:通过时域门截取,得到夹具的传输参数
第五步:利用公式(4),得到夹具的剩余参数
至此,通过上述流程,得到了单侧夹具的全部S参数。利用单侧夹具的S参数,通过夹具去嵌入的方式可以进一步获得被测件的真实参数。
二、建立模型
将单侧夹具视为一个双端口网络,并在被测件一侧连接反射系数为Γ的开路或短路后,可构成如图2所示的信号流程:
利用梅森公式及图2所示的信号流程,可得到:
其中,S11为单侧夹具端接开路或短路的整体S参数;为单侧夹具的S参数;Γ为开路或短路的反射参数。
其中,S11为整体S参数,可以通过矢量网络分析仪进行测量得到。
若连接开路,则Γ=1;若连接短路,则Γ=-1。
对于无源的器件,有互易特性,即:
三、时域处理
对测量到的整体S参数S11进行时域变换。
时域变换设置变换后的起始时间为-1ns,终止时间为5ns,Kaiser Bessel窗参数设置为5,并选取低通模式,并将转换后的参数转换为阻抗格式,得到S11的时域参数T11。
如图3所示,时域参数T11存在测量端口和连接开路/短路处均有峰值。将测量端口位置的峰值记做P1,将连接开短路处的峰值记做P2。
对S11在P1位置处进行加门处理,门的中心位置为P1,跨度为(P2-P1),得到加门的参数
对S11在P2位置处进行加门处理,门的中心位置为P2,跨度为(P2-P1),得到加门的参数
四、计算夹具剩余参数
由于两次截取分别在测量端口和连接开路/短路处,则有:
利用公式(1)、(2)、(3)可得:
至此,夹具的4个S参数全部获得。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种单侧夹具的S参数提取方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:测量单侧夹具端接开路或者短路的S参数;
将单侧夹具视为一个双端口网络,并在被测件一侧连接反射系数为Γ的开路或短路后,利用梅森公式,得到:
其中,S11为单侧夹具端接开路或短路的整体S参数;为单侧夹具的S参数;Γ为开路或短路的反射参数;
其中,S11为整体S参数,通过矢量网络分析仪测量得到;
若连接开路,则Γ=1;若连接短路,则Γ=-1;
对于无源的器件,有互易特性,即:
步骤2:将S参数进行时域变换,得到时域参数;
时域变换设置变换后的起始时间为-1ns,终止时间为5ns,Kaiser Bessel窗参数设置为5,并选取低通模式,并将转换后的参数转换为阻抗格式,得到S11的时域参数T11;时域参数T11在测量端口和连接开路/短路处均有峰值,将测量端口位置的峰值记做P1,将连接开短路处的峰值记做P2;对S11在P1位置处进行加门处理,门的中心位置为P1,跨度为(P2-P1),得到加门的参数对S11在P2位置处进行加门处理,门的中心位置为P2,跨度为(P2-P1),得到加门的参数
步骤3:通过时域门截取,得到夹具的反射参数和传输参数
由于两次截取分别在测量端口和连接开路/短路处,则有:
步骤4:利用公式(4),得到夹具的剩余参数
利用公式(1)、(2)、(3),得到夹具的剩余参数如公式(4)所示:
至此,夹具的4个S参数全部获得。
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