CN111579869A - 互易二端口网络s参数测量方法、装置及终端设备 - Google Patents

互易二端口网络s参数测量方法、装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明适用于微波/毫米波测试技术领域，提供了一种互易二端口网络S参数测量方法、装置及终端设备，该方法包括：将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项；将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项；根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，获得待测互易二端口网络的S参数。本发明适用于大多数无源二端口网络，操作简单，校准准确度高，能够实现微波/毫米波测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口网络的S参数的精确校准和测量。

Description

互易二端口网络S参数测量方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于微波/毫米波测试技术领域，尤其涉及一种互易二端口网络S参数测量方法、装置及终端设备。
背景技术
任何微波系统中的微波电路都是由若干带有不同端口数的有源及无源元器件组成，它们可以分别看出单口、双口或多口网络。由于多端口元件的测量通常是将其输入输出以外的端口接良好的匹配负载，而将其视为一个二端口网络来测量，因此二端口网络是微波元件测量中最有代表性的模型。在描述网络的参数中，阻抗参数(Z参数)、导纳参数(Y参数)、转移参数(A参数)和散射参数(S参数)是最常用的网络参数。
其中，Z参数和Y参数应用于低频线性网络模型，是建立在电压和电流概念基础上的，Z参数和Y参数的测量需要对被测网络模型进行开路或者短路处理。但是在微波系统中，无法实现真正的恒压源和恒流源，且由于微带线效应，也很难保证绝对的开路或者短路，而且开路或者短路处理，还会引入驻波，可能会使得电路震荡或击穿。但在信源匹配的条件下，总可以对驻波系数、反射系数及功率等进行测量，也即在与网络相连的各分支传输系统的端口参考面上，入射波和反射波的相对大小和相对相位是可以测量的，而S参数就是建立在入射波和反射波的关系基础上的网络参数矩阵。
而在获得待测试系统中某个组成部分的二端口网络的S参数过程中，如何使用最少的连接步骤，最优的校准方法实现高准确度校准和测量是一个值得关注的问题。然而现有的一些测量系统，例如负载牵引测量系统和噪声参数测量系统，结构复杂，体积很大，连线众多，接口包括3.5mm、2.92mm、2.4mm、波导和探针等不同类型，采用传统的两端口校准方法，无法实现测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口输入和输出网络的S参数测量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种互易二端口网络S参数测量方法、装置及终端设备，以解决现有技术中采用传统的两端口校准方法，无法实现测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口输入和输出网络的S参数测量的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种互易二端口网络S参数测量方法，包括：
将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项；
将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项；
根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，所述根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数，包括：
根据T参数的级联关系，确定所述第一次单端口校准的误差模型的误差项、所述待测互易二端口网络和所述第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的T参数的级联关系式；
根据所述T参数的级联关系式，以及根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述被测互易二端口网络的S参数。
可选的，所述T参数的级联关系式为：
T′E＝TE·TDUT；
其中，T′E为所述第二次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TE为所述第一次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TDUT为所述待测互易二端口网络的T参数。
可选的，所述根据所述T参数的级联关系式，以及根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述被测互易二端口网络的S参数，包括：
获取T参数与S参数的第一对应关系式；
根据所述T参数的级联关系式和所述第一对应关系式，确定所述第一次单端口校准的八项误差模型中的误差项、所述第二次单端口校准的八项误差模型中的误差项与所述待测互易二端口网络S参数的第二对应关系式；
根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项和所述第二对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，所述第二对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000031
其中，E″00为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E″01为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E″10为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E″11为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，E′00为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E′01为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E′10为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E′11为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，S′11为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数，S′12为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向传输系数，S′21为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向传输系数，S′22为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向反射系数。
可选的，所述根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项和所述第二对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数，包括：
获取十二项误差模型中各项误差项与八项误差模型中各项误差项的第三对应关系式；
根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项、所述第二对应关系式和所述第三对应关系式获得第四对应关系式；
根据所述第四对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，所述第三对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000041
其中，EDF为十二项误差模型中的方向性误差，ESF为十二项误差模型中的源匹配误差，ERF为十二项误差模型中的反射跟踪误差，E00为八项误差模型中的第一误差项，E01为八项误差模型中的第二误差项，E10为八项误差模型中的第三误差项，E11为八项误差模型中的第四误差项；
所述第四对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000042
其中，EDF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一方向性误差，ESF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一源匹配误差，ERF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一反射跟踪误差，EDF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二方向性误差，ESF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二源匹配误差，ERF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二反射跟踪误差。
本发明实施例的第二方面提供了一种互易二端口网络S参数测量装置，包括：
第一获取模块，用于将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项；
第二获取模块，用于将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项；
计算模块，用于根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述互易二端口网络S参数测量方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述互易二端口网络S参数测量方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，根据两次单端口校准获得的第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项求取待测互易二端口网络的S参数，本发明实施例的互易二端口网络S参数测量方法，适用于大多数的无源二端口网络，操作简单，校准准确度高，能够实现在微波/毫米波测试系统中多种形式的二端口网络S参数的准确测量，避免了采用传统的两端口校准方法求取待测互易二端口网络的S参数时，测量系统结构复杂，无法实现微波/毫米波测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口网络的S参数测量的问题，可以实现负载牵引、噪声参数等复杂测量系统的精确校准和测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的互易二端口网络S参数测量方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的两次单端口校准的参考平面示意图；
图3(1)是本发明实施例提供的十二项误差模型中正向传输误差的示意图；
图3(2)是本发明实施例提供的十二项误差模型中反向传输误差的示意图；
图4是本发明实施例提供的八项误差模型的示意图；
图5(1)是本发明实施例提供的第一次单端口校准的误差模型的示意图；
图5(2)是本发明实施例提供的第二次单端口校准的误差模型的示意图；
图5(3)是本发明实施例提供的第二次单端口校准的等效误差模型的示意图；
图6是本发明实施例提供的根据T参数的级联关系式获得被测互易二端口网络的S参数的流程示意图；
图7(1)是本发明实施例提供的S11参数的提取值与参考值的对比图；
图7(2)是本发明实施例提供的S21参数的提取值与参考值的对比图；
图8是本发明实施例提供的互易二端口网络S参数测量装置的示例图；
图9是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的互易二端口网络S参数测量方法的流程示意图，详述如下。
步骤S101，将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项。
步骤S102，将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项。
如图2所示，在矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前后，分别在矢量网络分析仪的参考平面I和参考平面II上做两次单端口校准，每次校准完成后，都可以使用SCPI命令提取矢量网络分析仪内部存储的误差项。其中，针对Keysight公司的PNA系列矢量网络分析仪，其SCPI指令为“SENSe:CORRection:CSET:DATA”，利用该指令可以得到单端口校准后的方向性误差(EDF)、源匹配误差(ESF)和反射跟踪误差(ERF)。
其中，单端口校准获得的方向性误差(EDF)、源匹配误差(ESF)和反射跟踪误差(ERF)为传统两端口校准中的十二项误差模型中的三项。
参考图3(1)所示的十二项误差模型中正向传输误差的示意图，图中a1A和a2A表示进入待测互易二端口网络的真实入射波，b1A和b2A表示从待测互易二端口网络出来的反射波，a1M、b1M和b2M表示测试波，EDF、ESF、ERF、EXF、ETF和ELF表示6项正向传输误差。
参考图3(2)所示的十二项误差模型中反向传输误差的示意图，图中a′1A和a′2A表示进入待测互易二端口网络的真实入射波，b′1A和b′2A表示从待测互易二端口网络出来的反射波，a′2M、b′1M和b′2M表示测试波，EDR、ESR、ERR、EXR、ETR和ELR表示6项反向传输误差。
单端口校准不区分正向传输和反向传输，在矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，可以获得包括第一方向性误差(EDF1)、第一源匹配误差(ESF1)和第一反射跟踪误差(ERF1)的第一次单端口校准误差项，将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，可以获得包括第二方向性误差(EDF2)、第二源匹配误差(ESF2)和第二反射跟踪误差(ERF2)的第二次单端口校准误差项。
可选的，第一次单端口校准和第二次单端口校准，可以为通过短路-开路-匹配-直通(Short-Open-Load-Thru，SOLT)校准法、直通-反射-传输线(Thru-Reflect-Line，TRL)校准法或传输线-反射-反射-匹配(Line-Reflect-Reflect-Match)法中的任一种进行的单端口校准。
步骤S103，根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，获得待测互易二端口网络的S参数。
可选的，根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，获得待测互易二端口网络的S参数，可以包括：
根据T参数的级联关系，确定第一次单端口校准的误差模型的误差项、待测互易二端口网络和第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的T参数的级联关系式。
其中，在如图4所示的八项误差模型中，误差网络X和误差网络Y可以看作是分别级联在待测互易二端口网络左右端口的两个二端口网络，如果使用T参数来表示，可以写成如下所示的形式：
TM＝TEX·TDUT·TEY；
其中，TM表示矢量网络分析仪直接测量得到的未校准数据；TEX表示误差网络X的T参数；TDUT表示待测互易二端口网络的T参数；TEY表示误差网络Y的T参数。
基于两端口校准中的八项误差模型，可以获得如图5(1)和图5(2)所示的第一次单端口校准的误差模型和第二次单端口校准的误差模型。根据T参数的级联关系，可以获得如图5(3)所示的第二次单端口校准的等效误差模型。即第二次单端口校准的误差模型的误差项可以等效为第一次单端口校准的误差模型的误差项与待测互易二端口网络之间级联的形式。
因此，可以确定第一次单端口校准的误差模型的误差项、待测互易二端口网络和第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的T参数的级联关系式为：
T′E＝TE·TDUT；
其中，T′E为所述第二次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TE为所述第一次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TDUT为所述待测互易二端口网络的T参数。
根据T参数的级联关系式，以及根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，可以获得被测互易二端口网络的S参数。
可选的，参见图6，根据T参数的级联关系式，以及根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，获得被测互易二端口网络的S参数，可以包括：
步骤S201，获取T参数与S参数的第一对应关系式。
其中，第一对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000091
其中，T11为T参数中的第一参数，T12为T参数中的第二参数，T21为T参数中的第三参数，T22为T参数中的第四参数，S11为S参数中的正向反射系数，S12为S参数中的反向传输系数，S21为S参数中的正向传输系数，S22为S参数中的反向反射系数。
其中，T参数又称为级联S参数，根据T参数与S参数之间的第一对应关系式，可以获得第一次单端口校准的误差模型的误差项、待测互易二端口网络和第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的S参数的级联关系式。
步骤S202，根据T参数的级联关系式和第一对应关系式，确定第一次单端口校准的八项误差模型中的误差项、第二次单端口校准的八项误差模型中的误差项与待测互易二端口网络S参数的第二对应关系式。
参照图5(1)至图5(3)，获得第一次单端口校准的误差模型的误差项、待测互易二端口网络和第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的S参数的级联关系式后，将第一次单端口校准的误差模型和第二次单端口校准的误差模型转化为基于八项误差模型的表现形式，可以获得第一次单端口校准的八项误差模型中的误差项、第二次单端口校准的八项误差模型中的误差项与待测互易二端口网络S参数的第二对应关系式。
其中，第二对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000101
其中，E″00为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E″01为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E″10为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E″11为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，E′00为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E′01为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E′10为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E′11为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，S′11为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数，S′12为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向传输系数，S′21为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向传输系数，S′22为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向反射系数。
步骤S203，根据第一次单端口校准误差项、第二次单端口校准误差项和第二对应关系式，获得待测互易二端口网络的S参数。
可选的，根据第一次单端口校准误差项、第二次单端口校准误差项和第二对应关系式，获得待测互易二端口网络的S参数，可以包括：
获取十二项误差模型中各项误差项与八项误差模型中各项误差项的第三对应关系式；
其中，第三对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000111
其中，EDF为十二项误差模型中的方向性误差，ESF为十二项误差模型中的源匹配误差，ERF为十二项误差模型中的反射跟踪误差，E00为八项误差模型中的第一误差项，E01为八项误差模型中的第二误差项，E10为八项误差模型中的第三误差项，E11为八项误差模型中的第四误差项。
即第一次单端口校准获得的包括第一方向性误差(EDF1)、第一源匹配误差(ESF1)和第一反射跟踪误差(ERF1)的第一次单端口校准误差项，可以与第一次单端口校准的八项误差模型中的各项误差对应。第二次单端口校准获得的包括第二方向性误差(EDF2)、第二源匹配误差(ESF2)和第二反射跟踪误差(ERF2)的第二次单端口校准误差项，也可以与第二次单端口校准的八项误差模型中的各项误差对应。
根据第一次单端口校准误差项、第二次单端口校准误差项、第二对应关系式和第三对应关系式可以获得第四对应关系式。
即根据第三对应关系式，将第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项代入到第二关系式中，可以得到第四对应关系式：
Figure BDA0002460231800000121
根据上述第四对应关系式中的第一个方程，可以求得待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数S′11：
Figure BDA0002460231800000122
为了计算方便，设x＝1-ESF1·S′11，求得待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数S′11后，即可得到x，然后根据第四对应关系式中的第三个方程，可得：
Figure BDA0002460231800000123
由于所求为待测互易二端口网络的S参数，因此：
Figure BDA0002460231800000124
通过实验可知，传输参数S′21和S′12的正负号由x的相位决定。当
Figure BDA0002460231800000125
时，传输参数S′21和S′12取正号，当angle(x)落在其它范围内时，传输参数S′21和S′12取负号。
求得S′12S′21后，根据第四对应关系式中的第二个方程，可得：
因此，根据第一次单端口校准误差项、第二次单端口校准误差项、第二对应关系式和第三对应关系式获得的第四对应关系式，可以获得待测互易二端口网络的S参数。
作为本发明的一实施例，选择10dB衰减器作为待测互易二端口网络，使用机械校准件在矢量网络分析仪一端口上进行第一次单端口校准，然后利用“SENS:CORR:CSET:DATA？EDIR,1,1”、“SENS:CORR:CSET:DATA？ESRM,1,1”和“SENS:CORR:CSET:DATA？ERFT,1,1”三条SCPI命令分别提取第一次单端口校准误差项EDF1、ESF1和ERF1；在一端口上连接待测互易二端口网络(10dB衰减器)后并在衰减器另一端使用相同的机械校准件进行第二次单端口校准，利用上述相同的三条SCPI命令提取第二次单端口校准误差项EDF2、ESF2和ERF2。
利用第一次单端口校准误差项EDF1、ESF1和ERF1，和第二次单端口校准误差项EDF2、ESF2和ERF2，获得待测互易二端口网络(10dB衰减器)S参数的提取值。
使用全二端口校准后的矢量网络分析仪测量待测互易二端口网络(10dB衰减器)的S参数作为参考值。
参见图7(1)至图7(2)所示的S11参数的提取值与参考值的对比图和S21参数的提取值与参考值的对比图，可以看出，本发明实施例的互易二端口网络S参数测量方法是可行的，与直接使用全二端口校准后的矢量网络分析仪测量得到的S参数的误差在可接受的范围内，其中，误差的主要来源包括系统测量的重复性以及校准的不完善。
上述互易二端口网络S参数测量方法，通过将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，根据两次单端口校准获得的第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项求取待测互易二端口网络的S参数，本发明实施例的互易二端口网络S参数测量方法，适用于大多数的无源二端口网络，操作简单，校准准确度高，能够实现在微波/毫米波测试系统中多种形式的二端口网络S参数的准确测量，避免了采用传统的两端口校准方法求取待测互易二端口网络的S参数时，测量系统结构复杂，无法实现微波/毫米波测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口网络的S参数测量的问题，可以实现负载牵引、噪声参数等复杂测量系统的精确校准和测量。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的互易二端口网络S参数测量方法，图8示出了本发明实施例提供的互易二端口网络S参数测量装置的示例图。如图8所示，该装置可以包括：第一获取模块81、第二获取模块82和计算模块83。
第一获取模块81，用于将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项。
第二获取模块82，用于将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项。
计算模块83，用于根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，计算模块83可以用于：根据T参数的级联关系，确定所述第一次单端口校准的误差模型的误差项、所述待测互易二端口网络和所述第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的T参数的级联关系式；根据所述T参数的级联关系式，以及根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述被测互易二端口网络的S参数。
可选的，T参数的级联关系式为：
T′E＝TE·TDUT；
其中，T′E为所述第二次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TE为所述第一次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TDUT为所述待测互易二端口网络的T参数。
可选的，计算模块83可以用于：获取T参数与S参数的第一对应关系式；根据所述T参数的级联关系式和所述第一对应关系式，确定所述第一次单端口校准的八项误差模型中的误差项、所述第二次单端口校准的八项误差模型中的误差项与所述待测互易二端口网络S参数的第二对应关系式；根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项和所述第二对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，第二对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000151
其中，E″00为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E″01为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E″10为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E″11为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，E′00为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E′01为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E′10为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E′11为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，S′11为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数，S′12为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向传输系数，S′21为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向传输系数，S′22为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向反射系数。
可选的，计算模块83可以用于：获取十二项误差模型中各项误差项与八项误差模型中各项误差项的第三对应关系式；根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项、所述第二对应关系式和所述第三对应关系式获得第四对应关系式；根据所述第四对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
可选的，所述第三对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000161
其中，EDF为十二项误差模型中的方向性误差，ESF为十二项误差模型中的源匹配误差，ERF为十二项误差模型中的反射跟踪误差，E00为八项误差模型中的第一误差项，E01为八项误差模型中的第二误差项，E10为八项误差模型中的第三误差项，E11为八项误差模型中的第四误差项；
所述第四对应关系式为：
Figure BDA0002460231800000162
其中，EDF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一方向性误差，ESF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一源匹配误差，ERF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一反射跟踪误差，EDF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二方向性误差，ESF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二源匹配误差，ERF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二反射跟踪误差。
上述互易二端口网络S参数测量装置，通过第一获取模块，获取矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，第一次单端口校准对应的第一次单端口校准误差项；通过第二获取模块，获取矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接后，第二次单端口校准对应的第二次单端口校准误差项；通过计算模块，根据第一次单端口校准误差项和第二次单端口校准误差项，求得待测互易二端口网络的S参数，操作简单，连接步骤少，校准准确度高，可以实现微波/毫米波测量系统中不同端口类型、超长或不同方向的二端口网络的S参数测量，可以实现负载牵引、噪声参数等复杂测量系统的精确校准和测量。
图9是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图9所示，该实施例的终端设备900包括：处理器901、存储器902以及存储在所述存储器902中并可在所述处理器901上运行的计算机程序903，例如互易二端口网络S参数测量程序。所述处理器901执行所述计算机程序903时实现上述互易二端口网络S参数测量方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103，或者图6所示的步骤S201至步骤203，所述处理器901执行所述计算机程序903时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图8所示模块81至83的功能。
示例性的，所述计算机程序903可以被分割成一个或多个程序模块，所述一个或者多个程序模块被存储在所述存储器902中，并由所述处理器901执行，以完成本发明。所述一个或多个程序模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序903在所述互易二端口网络S参数测量装置或者终端设备900中的执行过程。例如，所述计算机程序903可以被分割成第一获取模块81、第二获取模块82和计算模块83，各模块具体功能如图8所示，在此不再一一赘述。
所述终端设备900可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器901、存储器902。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端设备900的示例，并不构成对终端设备900的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器901可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器902可以是所述终端设备900的内部存储单元，例如终端设备900的硬盘或内存。所述存储器902也可以是所述终端设备900的外部存储设备，例如所述终端设备900上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器902还可以既包括所述终端设备900的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器902用于存储所述计算机程序以及所述终端设备900所需的其他程序和数据。所述存储器902还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，包括：
将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项；
将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项；
根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
2.如权利要求1所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，所述根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数，包括：
根据T参数的级联关系，确定所述第一次单端口校准的误差模型的误差项、所述待测互易二端口网络和所述第二次单端口校准的误差模型的误差项之间的T参数的级联关系式；
根据所述T参数的级联关系式，以及根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述被测互易二端口网络的S参数。
3.如权利要求2所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，所述T参数的级联关系式为：
T′E＝TE·TDUT；
其中，T′E为所述第二次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TE为所述第一次单端口校准的误差模型的误差项的T参数，TDUT为所述待测互易二端口网络的T参数。
4.如权利要求2所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，所述根据所述T参数的级联关系式，以及根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述被测互易二端口网络的S参数，包括：
获取T参数与S参数的第一对应关系式；
根据所述T参数的级联关系式和所述第一对应关系式，确定所述第一次单端口校准的八项误差模型中的误差项、所述第二次单端口校准的八项误差模型中的误差项与所述待测互易二端口网络S参数的第二对应关系式；
根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项和所述第二对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
5.如权利要求4所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，所述第二对应关系式为：
Figure FDA0002460231790000021
其中，E″00为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E″01为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E″10为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E″11为所述第二次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，E′00为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第一误差项，E′01为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第二误差项，E′10为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第三误差项，E′11为所述第一次单端口校准的八项误差模型中的第四误差项，S′11为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向反射系数，S′12为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向传输系数，S′21为所述待测互易二端口网络的S参数中的正向传输系数，S′22为所述待测互易二端口网络的S参数中的反向反射系数。
6.如权利要求4所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，所述根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项和所述第二对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数，包括：
获取十二项误差模型中各项误差项与八项误差模型中各项误差项的第三对应关系式；
根据所述第一次单端口校准误差项、所述第二次单端口校准误差项、所述第二对应关系式和所述第三对应关系式获得第四对应关系式；
根据所述第四对应关系式，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
7.如权利要求6所述的互易二端口网络S参数测量方法，其特征在于，
所述第三对应关系式为：
Figure FDA0002460231790000031
其中，EDF为十二项误差模型中的方向性误差，ESF为十二项误差模型中的源匹配误差，ERF为十二项误差模型中的反射跟踪误差，E00为八项误差模型中的第一误差项，E01为八项误差模型中的第二误差项，E10为八项误差模型中的第三误差项，E11为八项误差模型中的第四误差项；
所述第四对应关系式为：
Figure FDA0002460231790000032
其中，EDF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一方向性误差，ESF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一源匹配误差，ERF1为所述第一次单端口校准误差项中的第一反射跟踪误差，EDF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二方向性误差，ESF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二源匹配误差，ERF2为所述第二次单端口校准误差项中的第二反射跟踪误差。
8.一种互易二端口网络S参数测量装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于将矢量网络分析仪与待测互易二端口网络连接前，进行第一次单端口校准，获得对应的第一次单端口校准误差项；
第二获取模块，用于将所述矢量网络分析仪与所述待测互易二端口网络连接后，进行第二次单端口校准，获得对应的第二次单端口校准误差项；
计算模块，用于根据所述第一次单端口校准误差项和所述第二次单端口校准误差项，获得所述待测互易二端口网络的S参数。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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