CN109254258B - 一种针对多端口s参数测试装置的完全校准方法 - Google Patents
一种针对多端口s参数测试装置的完全校准方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法,属于校准领域。本发明方法首先设置端口使用的校准件;其次,针对使用者的设计及多端口S参数测试装置的硬件特性,进行直通方法、直通测量、校准方法等信息的提取计算,并生成校准连接、测量信息,然后利用校准测量信息计算全部端口的误差项,最后测量被测件并修正测量值;此方法特点是校准连接的步骤少,以n端口为例,最少可仅连接n+2个标准,且实现所有端口的系统误差计算。
Description
技术领域
本发明属于校准领域,具体涉及一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法。
背景技术
矢量网络分析仪测试的被测件端口数越来越多,针对多端口器件的测试,会使用多端口S参数测试装置。测试装置通常以矢量网络分析仪为基础,使用开关矩阵进行扩展。针对此类测试装置的校准,通常使用双端口校准完成两两端口校准,然后连接被测件,对被测件进行两两端口测试。此种方式要么不能实现完全端口校准,无法消除各端口间的串扰影响,降低测试精度;要么测量连接步骤多,测量过程复杂。
现有方案均以两端口校准为基础,以6端口校准为例:
方案1:进行端口1、2校准,端口3、4校准,进行5、6端口校准,并提取端口1、2,端口3、4,端口5、6的系统误差,然后测量被测件,利用端口1、2的误差项修正S11、S12、S21、S22;利用利用端口3、4的误差项修正S33、S34、S43、S44;利用利用端口5、6的误差项修正S55、S56、S65、S66。
方案2:进行端口1、2、3、4、5、6的单端口校准,然后两两端口连接,提取全部系统误差,然后测量被测件,利用修正测量值。
方案1中未实现全部系统误差的获取,如端口2、3的直通误差;
方案2中需要每个单端口均实现单端口校准,且直通均需连接,连接步骤多。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本发明提出了一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法,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:
一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法,包括如下步骤:
步骤1:设置端口校准信息,具体包括如下步骤:
步骤1.1:进行校准端口的设置;
步骤1.2:进行各端口校准接头的设置;
步骤1.3:进行各校准接头对应校准件的设置;
步骤2:处理端口校准件;
步骤3:处理直通校准件;
步骤4:对端口i、j,依据是否需要连接适配器及是否为同一参考接收机,处理直通方法,具体包括如下步骤:
步骤4.1:若端口i、j不需要适配器即可连接端口i、端口j或者使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_Insert;
步骤4.2:若端口i、j需要适配器才可连接端口i、端口j且不使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_NonInsert;
步骤5:对端口i、j,依据直通方法和是否为同一参考接收机,处理直通是否测量,具体包括如下步骤:
步骤5.1:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且不使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
计算直通处理过程,若端口i、j为Thru_Meas,端口j、k为Thru_Meas,且端口i、k未设置是否测量,则设置端口i、k为计算直通Thru_Comp;
步骤5.2:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_NonInsert,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤5.3:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤6:对端口i、j,依据直通是否测量和是否为同一参考接收机,处理校准方法,具体包括如下步骤:
步骤6.1:若端口i、j直通为Thru_Meas且不使用同一参考接收机,则设置校准方法默认为CAL_SOLT,并可修改为CAL_QSOLT(i=>j)或CAL_QSOLT(j=>i);
步骤6.2:若端口i、j直通为Thru_Meas且使用同一参考接收机,或者直通为Thru_Comp,则设置校准方法为CAL_SOLT,并不可修改;
步骤7:对端口i、j,依据校准方法和直通是否测量,创建连接信息,具体包括如下步骤:
步骤7.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口j连接信息已创建;
步骤7.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口i连接信息已创建;
步骤7.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;
步骤7.4:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_NonInsert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接适配器到端口i、j;
步骤8:依据连接信息进行各标准的连接,并记录测量值;
步骤9:对端口i、j,依据校准方法、直通方法和直通是否测量,计算系统误差项,具体包括如下步骤:
步骤9.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余误差项;
步骤9.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余的误差项;
步骤9.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用SOLT校准方法得到端口i、j直通的误差项;
步骤9.4:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_NonInsert,若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用SOLR校准方法得到端口i、j直通的误差项;
步骤9.5:若端口i、j直通为Thru_Comp,查找额外端口k,根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,及端口i、k和端口k、j的直通误差项,利用简化直通校准方法得到端口i、j的直通误差项;
其中,端口k满足条件:端口i、端口k的直通误差项已计算,端口k、端口j的直通误差项已计算;
步骤10:测量被测件;
步骤11:修正被测件的测量值。
本发明所带来的有益技术效果:
本发明方法首先设置端口使用的校准件;其次,针对使用者的设计及多端口S参数测试装置的硬件特性,进行直通方法、直通测量、校准方法等信息的提取计算,并生成校准连接、测量信息,然后利用校准测量信息计算全部端口的误差项,最后测量被测件并修正测量值;此方法特点是校准连接的步骤少,以n端口为例,最少可仅连接n+2个标准,且实现所有端口的系统误差计算。
附图说明
图1为以矢量网络分析仪为基础的S参数测试装置框图。
图2为一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法的流程图。
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:
一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法,其流程如图2所示,包括如下步骤:
步骤1:设置端口校准信息,具体包括如下步骤:
步骤1.1:进行校准端口的设置;
步骤1.2:进行各端口校准接头的设置;
步骤1.3:进行各校准接头对应校准件的设置;
步骤2:处理端口校准件;
步骤3:处理直通校准件;
步骤4:对端口i、j,依据是否需要连接适配器及是否为同一参考接收机,处理直通方法,具体包括如下步骤:
步骤4.1:若端口i、j不需要适配器即可连接端口i、端口j或者使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_Insert;
步骤4.2:若端口i、j需要适配器才可连接端口i、端口j且不使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_NonInsert;
步骤5:对端口i、j,依据直通方法和是否为同一参考接收机,处理直通是否测量,具体包括如下步骤:
步骤5.1:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且不使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
计算直通处理过程,若端口i、j为Thru_Meas,端口j、k为Thru_Meas,且端口i、k未设置是否测量,则设置端口i、k为计算直通Thru_Comp;
步骤5.2:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_NonInsert,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤5.3:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤6:对端口i、j,依据直通是否测量和是否为同一参考接收机,处理校准方法,具体包括如下步骤:
步骤6.1:若端口i、j直通为Thru_Meas且不使用同一参考接收机,则设置校准方法默认为CAL_SOLT,并可修改为CAL_QSOLT(i=>j)或CAL_QSOLT(j=>i);
步骤6.2:若端口i、j直通为Thru_Meas且使用同一参考接收机,或者直通为Thru_Comp,则设置校准方法为CAL_SOLT,并不可修改;
步骤7:对端口i、j,依据校准方法和直通是否测量,创建连接信息,具体包括如下步骤:
步骤7.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口j连接信息已创建;
步骤7.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口i连接信息已创建;
步骤7.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;
步骤7.4:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_NonInsert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接适配器到端口i、j;
步骤8:依据连接信息进行各标准的连接,并记录测量值;
步骤9:对端口i、j,依据校准方法、直通方法和直通是否测量,计算系统误差项,具体包括如下步骤:
步骤9.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余误差项;
步骤9.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余的误差项;
步骤9.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用SOLT校准方法得到端口i、j直通的误差项;
步骤9.4:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_NonInsert,若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用SOLR校准方法得到端口i、j直通的误差项;
步骤9.5:若端口i、j直通为Thru_Comp,查找额外端口k,根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,及端口i、k和端口k、j的直通误差项,利用简化直通校准方法得到端口i、j的直通误差项;
其中,端口k满足条件:端口i、端口k的直通误差项已计算,端口k、端口j的直通误差项已计算;
步骤10:测量被测件;
步骤11:修正被测件的测量值。
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)
1.一种针对多端口S参数测试装置的完全校准方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:设置端口校准信息,具体包括如下步骤:
步骤1.1:进行校准端口的设置;
步骤1.2:进行各端口校准接头的设置;
步骤1.3:进行各校准接头对应校准件的设置;
步骤2:处理端口校准件;
步骤3:处理直通校准件;
步骤4:对端口i、j,依据是否需要连接适配器及是否为同一参考接收机,处理直通方法,具体包括如下步骤:
步骤4.1:若端口i、j不需要适配器即可连接端口i、端口j或者使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_Insert;
步骤4.2:若端口i、j需要适配器才可连接端口i、端口j且不使用同一参考接收机,则设置端口i、j直通方法为ADAP_NonInsert;
步骤5:对端口i、j,依据直通方法和是否为同一参考接收机,处理直通是否测量,具体包括如下步骤:
步骤5.1:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且不使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
计算直通处理过程,若端口i、j为Thru_Meas,端口j、k为Thru_Meas,且端口i、k未设置是否测量,则设置端口i、k为计算直通Thru_Comp;
步骤5.2:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_NonInsert,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤5.3:若端口i、j未设置直通是否测量,且直通方法为ADAP_Insert且使用同一参考接收机,则设置为测量直通Thru_Meas;并根据已构成Thru_Meas的端口,进行计算直通处理;
步骤6:对端口i、j,依据直通是否测量和是否为同一参考接收机,处理校准方法,具体包括如下步骤:
步骤6.1:若端口i、j直通为Thru_Meas且不使用同一参考接收机,则设置校准方法默认为CAL_SOLT,并可修改为CAL_QSOLT(i=>j)或CAL_QSOLT(j=>i);
步骤6.2:若端口i、j直通为Thru_Meas且使用同一参考接收机,或者直通为Thru_Comp,则设置校准方法为CAL_SOLT,并不可修改;
步骤7:对端口i、j,依据校准方法和直通是否测量,创建连接信息,具体包括如下步骤:
步骤7.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口j连接信息已创建;
步骤7.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;设置端口i连接信息已创建;
步骤7.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接端口i、j;
步骤7.4:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_NonInsert,若端口i连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口i、连接短路器到端口i、连接负载器到端口i;若端口j连接信息未创建,则创建端口连接信息为连接开路器到端口j、连接短路器到端口j、连接负载器到端口j;创建直通连接信息为连接适配器到端口i、j;
步骤8:依据连接信息进行各标准的连接,并记录测量值;
步骤9:对端口i、j,依据校准方法、直通方法和直通是否测量,计算系统误差项,具体包括如下步骤:
步骤9.1:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(i=>j),若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余误差项;
步骤9.2:若端口i、j校准方法为CAL_QSOLT(j=>i),若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用QSOLT校准方法得到端口i、j其余的误差项;
步骤9.3:若端口i、j直通为Thru_Meas,且直通方法为ADAP_Insert,若端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口i的方向性、反射跟踪、源匹配误差;若端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差未计算,则计算端口j的方向性、反射跟踪、源匹配误差;根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,利用SOLT校准方法得到端口i、j直通的误差项;
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步骤9.5:若端口i、j直通为Thru_Comp,查找额外端口k,根据端口i、j的方向性、反射跟踪、源匹配误差,及端口i、k和端口k、j的直通误差项,利用简化直通校准方法得到端口i、j的直通误差项;
其中,端口k满足条件:端口i、端口k的直通误差项已计算,端口k、端口j的直通误差项已计算;
步骤10:测量被测件;
步骤11:修正被测件的测量值。
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