CN109254217B - 一种单侧夹具的s参数提取方法 - Google Patents

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

一种单侧夹具的S参数提取方法

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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