CN112804014A - 针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，包括以下步骤：校准第一档功率得到D1、VL₁和VH1；根据Pcs依次校准其它各功率档位保存三组校准值；在校准过程中检查到DAtt+Pcs大于等于PD时，在下个功率档位打开第一固定衰减控制模块；在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续校准端口功率，依次打开第二、三固定衰减模块；继续校准各功率档位直至完成。采用了本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，利用大动态范围的宽带数控衰减器，获取大动态范围的线性功率调节。弥补只用宽带压控衰减器在大动态范围时不是线性变化的特性。利用高分辨率的DAC模块控制宽带压控衰减器，精密校准输出功率，补偿宽带数控衰减器的粗调误差。

Description

针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的 方法

技术领域

本发明涉及发射机测量领域，尤其涉及发射机功率校准技术领域，具体是指一种针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法。

背景技术

在很多测量场合中比如放大器的测量，要求矢量网络分析仪的端口输出线性连续变化的功率信号。在功率扫描时扫描点数很大的情况下相邻扫描点的功率变化非常微小。比如功率扫描范围20dB，扫描点数10001点，相邻点的功率步进变化为0.002dB。如果将功率扫描范围压缩到10dB，则相邻点功率步进为0.001dB。这样要求端口最小的功率步进不大于0.001dB。因为矢量网络分析仪端口输出功率范围很大例如在(－90dBm，10dBm)范围内，工作频带宽需要校准的频点多(每个频点都需要进行－90dBm到10dBm的功率校准)，且目前矢量网络分析仪朝多端口方向发展。因此如此小的端口输出功率步进给矢量网络分析仪发射机的端口功率校准提出了很高的要求如：

(1).保证功率步进达到最小步进值的要求，但一般功率测量设备基本达不到0.001dB的功率测量精度。

(2).功率输出应该是随扫描点数不同连续的线性变化，目前普遍的功率校准方法在功率档位切换点时会出现功率不连续问题，如附图8。

(3).如果按照实际功率步进计算每个端口在一个频点需要校准的档位是(10－(－90)+1)/0.001＝101000，设工作带宽内有1000个校准频点则一个端口需要101000×1000＝101000000个校准数据，设一个4个端口矢量网络分析仪需要101000000×4＝404000000个校准数据，设每个校准数据站用2Byte存储空间，那么一台4端口的端口功率校准数据占用(404000000×2)/(1024×1024)≈771MB空间，远远大于实际仪器能提供的存储容量。因此因该压缩校准生成的数据节省存储空间。

(4).完成一个校准数据平均耗时10ms则完成以上校准数据需要(404000000×10)/(1000×60×60)≈112小时，远远超出实际生产调试时间。

因为上述原因目前大多矢量网络分析仪端口功率校准都存在校准时间过长，产生的校准数据占用空间较大，在大范围功率扫时会出现功率输出不连续，精度不够等问题。

本发明针对以上情况提出一种可以大范围精密快速校准发射机端口输出功率的方法，在保证端口功率输出连续和精度的基础上既能节省数据存储空间也可保证短时间内校准完成，大大提高了校准效率。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足精密、快速、校准效率高的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法。

为了实现上述目的，本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法如下：

该针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)根据需求配置各衰减模块参数和器件选型，进行电路配置；

(2)校准第一档功率得到宽带数控衰减器的校准值D1，DAC的校准值VL₁和DAC模块的校准值VH1；

(3)根据Pcs依次校准其它各功率档位保存三组校准值；

(4)在校准过程中检查到DAtt+Pcs大于等于PD时，在下个功率档位打开第一固定衰减控制模块；

(5)在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续控制宽频带数控衰减器和宽带压控衰减器模块校准端口功率，并依次打开第二固定衰减模块和第三固定衰减模块；

(6)在三级固定衰减模块全部打开且检查到D_Att+P_cs大于等于P_D时，下个功率档位将宽带压控衰减器调整到低功率段起点V_low；

(7)继续向下校准各功率档位直至所有档位校准完成。

较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)根据Pcs校准第一个功率档位；

(2.1)对每个校准频点调整宽带数控衰减器的输出功率，保存此时调整宽带数控衰减器的校准值D1；

(2.2)配置DAC输出，电压调整宽带压控衰减器消除D1的粗调误差，保存此时模块的校准值；

(2.3)上调DAC模块的电压，保存此时DAC模块的校准值。

较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)利用平坦度调整电路调平源在整个工作频带内输出信号的功率；

(1.2)设置宽带压控衰减器到高功率段起点电压V_high，其它衰减模块设置到最小衰减状态；

(1.3)调整平坦度调整电路和固定增益模块，使其达到系统要求的最大输出值并保留一定的阈量。

较佳地，所述的方法还包括计算功率信号P_out的整数档位偏移量n的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号P_out的整数档位偏移量n：

其中，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

较佳地，所述的方法还包括计算功率信号的插值部分偏移量P_i的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号的插值部分偏移量P_i：

P_i＝P_out–(P_max－n×P_cs)；

其中，n为功率信号P_out的整数档位偏移量，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

较佳地，所述的方法还包括计算宽带压控衰减器的参数V_s的处理过程，具体为：

根据以下公式计算宽带压控衰减器的参数V_s：

其中，P_i为功率信号的插值部分偏移量，P_cs为功率校准步进，VL_n为宽带压控衰减器第n档功率时的校准值，VH_n为输出功率通过宽带压控衰减器校准到第n－1档时的校准值。

采用了本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，利用大动态范围的宽带数控衰减器，获取大动态范围的线性功率调节。弥补只用宽带压控衰减器在大动态范围时不是线性变化的特性。利用高分辨率的DAC模块控制宽带压控衰减器，精密校准输出功率，补偿了宽带数控衰减器的粗调误差。利用宽带压控衰减器在很小的衰减范围内高度近似线性的特性插值计算两个标准功率档位之间的功率参数，弥补功率测量设备在功率精度上的不足，且插值只是在扫描时处理器根据前后两档的DAC模块值做线性插值计算，不会占用校准时间和校准数据空间，因此可以利用快速大步进的档位校准实现精细的功率输出的效果。在同一个功率档位精密地做两次宽带压控衰减器的校准其数据结构如附图6的，比如在功率n－1输出档，参数Dn－1，VLn－1和参数Dn，VHn的配置输出的功率误差非常小，其误差主要取决于校准功率时功率测量仪器的接收精度。这样在功率扫描时两档功率切换点出就不会出现功率输出不连续产生的跳变现象。

附图说明

图1为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法的电路示意图。

图2为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法实施例的采用的宽带压控衰减器压控衰减曲线示意图。

图3为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法的流程图。

图4为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法实施例的采用的宽带数控衰减器真值表。

图5为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法实施例的采用固定衰减器衰减曲线图。

图6为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法产生的校准数据结构示意图。

图7为本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法实施例的功率校准后对端口进行开路功率扫描的结果图。

图8为采用普通方法进行功率校准的功率扫描效果图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其中包括以下步骤：

(1)根据需求配置各衰减模块参数和器件选型，进行电路配置；

(1.1)利用平坦度调整电路调平源在整个工作频带内输出信号的功率；

(1.2)设置宽带压控衰减器到高功率段起点电压V_high，其它衰减模块设置到最小

衰减状态；

(1.3)调整平坦度调整电路和固定增益模块，使其达到系统要求的最大输出值并保留一定的阈量；

(2)校准第一档功率得到宽带数控衰减器的校准值D1，DAC的校准值VL₁和DAC模块的校准值VH1；

(2.1)根据Pcs校准第一个功率档位；

(2.1)对每个校准频点调整宽带数控衰减器的输出功率，保存此时调整宽带数控衰减器的校准值D1；

(2.2)配置DAC输出，电压调整宽带压控衰减器消除D1的粗调误差，保存此时模块的校准值；

(2.3)上调DAC模块的电压，保存此时DAC模块的校准值；

(3)根据Pcs依次校准其它各功率档位保存三组校准值；

(4)在校准过程中检查到DAtt+Pcs大于等于PD时，在下个功率档位打开第一固定衰减控制模块；

(5)在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续控制宽频带数控衰减器和宽带压控衰减器模块校准端口功率，并依次打开第二固定衰减模块和第三固定衰减模块；

(6)在三级固定衰减模块全部打开且检查到D_Att+P_cs大于等于P_D时，下个功率档位将宽带压控衰减器调整到低功率段起点V_low；

(7)继续向下校准各功率档位直至所有档位校准完成。

作为本发明的优选实施方式，所述的方法还包括计算功率信号P_out的整数档位偏移量n的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号P_out的整数档位偏移量n：

其中，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

作为本发明的优选实施方式，所述的方法还包括计算功率信号的插值部分偏移量P_i的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号的插值部分偏移量P_i：

P_i＝P_out–(P_max－n×P_cs)；

其中，n为功率信号P_out的整数档位偏移量，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

作为本发明的优选实施方式，所述的方法还包括计算宽带压控衰减器的参数V_s的处理过程，具体为：

根据以下公式计算宽带压控衰减器的参数V_s：

其中，P_i为功率信号的插值部分偏移量，P_cs为功率校准步进，VL_n为宽带压控衰减器第n档功率时的校准值，VH_n为输出功率通过宽带压控衰减器校准到第n－1档时的校准值。

本发明的具体实施方式中，本发明通过使用多级可切换的固定功率衰减模块，线性压控衰减器和线性数控步进衰减器以及宽带平坦调整电路和固定增益电路合理组合，通过数字处理器综合控制。利用压控衰减器在小段功率范围内高度近似线性的特性达到大范围和精细步进的可调功率输出和极大程度上减少功率校准数据和校准时间的目的。

首先根据功率可调的最大范围和最小步进精度计算各个衰减模块的参数。比如功率可调范围为P_rdB，可选择第一固定衰减控制模块功率衰减量P_F1dB、第二固定衰减控制模块功率衰减量P_F2dB、第三固定衰减控制模块功率衰减量P_F3dB，宽频带压控衰减器可控范围P_VdB(P_V等于高频段起点对应衰减值减去低频段起点对应的衰减值)，宽频带数控衰减器可控范围P_DdB，预估射频通路和各固定衰减模块在宽频带范围内功率输出不平坦程度设其范围P_fdB，所以保留P_thdB的可调余量，使各模块参数满足公式(1)。

P_F1+P_F2+P_F3+P_V+P_D≥P_r+P_th……(式1)

其中P_F1＜P_D，P_F2＜P_D，P_F3＜P_D，P_V＜P_D，P_th＞P_f。

根据功率校准步进P_csdB确认宽带数控衰减器最小步进(ATT_min)，ATT_min≤P_cs。再选取两段宽带压控衰减器工作区间如附图2，并根据宽带压控衰减器工作区间选择DAC模块电压控制范围V_{DAC_ref}，以及DAC精度等。

根据附图1本发明方法具体步骤如下：

步骤一：利用平坦度调整电路调平源在整个工作频带内输出信号的功率，大约在3dB以内。

步骤二：将宽带压控衰减器控制电压设置到高功率段起点V_high，其它所有衰减模块设置到最小衰减值，调整平坦度调整电路和固定增益模块使其在整个工作频带内输出的功率都能达到系统要求的最大输出值并保留一定的阈量比如2dBm－3dBm范围。

步骤三：根据P_cs校准第一个功率档位，P_max档通过第一功率档P_max－P_csdBm调整实现。步骤二的基础上，对每个校准频点调整宽带数控衰减器将输出功率粗调到(P_max－P_cs±ATT_min/2)dBm。保存此时调整宽带数控衰减器的校准值：

其中

表示档位1时在第k校准频点宽带数控衰减器的校准值，在D₁和V_high的基础上配置DAC输出电压调整宽带压控衰减器消除D₁的粗调误差。保存此时DAC的校准值：

其中

表示档位1时在第k校准频点宽带压控衰减器的校准值，在D₁和VL₁的基础上上调DAC模块的电压使功率输出增加一个档位到P_max dBm，保存此时DAC模块的校准值，记为：

其中

表示档位1时在第k校准频点宽带压控衰减器在

的基础上增加1个P_cs档位的校准值，配置D₁和VH₁即可输出最大功率P_max。

步骤四：根据P_cs依次校准其它各功率档位保存三组校准值分别是D_n，VL_n和VH_n，其中n表示功率档位偏移量。

步骤五：端口输出功率随校准档位逐步减小，宽带数控衰减器的衰减值也会逐步增大。当校准到n功率档位的k个频点中只要有一个点的校准值

使宽带数控的衰减D_Att满足：

D_Att+P_cs≥P_D……(式5)

则下一个功率档位打开第一固定衰减控制模块使P_F1dB衰减量作用到电路。并对应保存该功率档位记为P_1s，表示在P_1s以下包括P_1s的功率档位第一固定衰减控制模块切换为固定衰减模式。

步骤六：按步骤三、四在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续控制宽频带数控衰减器和宽带压控衰减器模块校准端口功率。按照步骤五的方法依次打开第二固定衰减控制模块和第三固定衰减控制模块。并保存各固定衰减控制模块打开时对应功率档位得到P_2s和P_3s以及D_n，VL_n和VH_n。

步骤七：当第三固定衰减控制模块打开，且宽频带数控衰减器的校准

任一点满足式(5)说明此时三个固定衰减控制模块的衰减范围已经用完。下一个功率档位将宽频带压控衰减器功率控制段调整到低功率段起点V_low，并保存高低频段起点值切换时对应功率档位保存为P_4s。

步骤八：在步骤七的基础按照步骤三、四继续校准端口功率直到所有功率档位校准完成流程图如附图3。

如上步骤得到本发明在一个端口上的功率校准值分别是D_n，VL_n，VH_n，

P_1s，P_2s，P_3s，P_4s。其中D_n为宽带数控衰减器在每个功率档位的校准值。VL_n表示宽带压控衰减器第n档功率时的校准值，VH_n表示宽带压控衰减器在D_n和VL_n的基础上将输出功率通过宽带压控衰减器校准到第n－1档时的校准值，档功率为最大挡位时不需要得到VH_n。

当端口需要输出两个功率档位之间的功率信号P_out时，可以通过计算得到此时电路的精确功率参数，计算方法如下：

得到功率信号P_out的整数档位偏移量

根据n查表得到相应的D_n，VL_n，VH_n，以及P_1s，P_2s，P_3s，P_4s等参数。

得到功率信号的插值部分偏移量

P_i＝P_out(P_max－n×P_cs)……(式7)

根据P_i计算宽带压控衰减器的参数

由此得到所有的需要配置到电路中的参数D_n，V_s，和P_1s，P_2s，P_3s，P_4s。如果端口输出功率为校准档位功率则不需要计算直接查表即可。例如输出P_max时查表使用D₁，VH₁，P_1s，P_2s，P_3s，P_4s即可。如果是中间功率档位或者最小功率输出时查表使用D_n，VL_n，P_1s，P_2s，P_3s，P_4s即可，且P_1s，P_2s，P_3s，P_4s只需要在固定功率档位切换设置一次即可。

结合附图及实施例，即4端口矢量网络分析仪端口功率校准，本发明进一步详细说明。

实施例中功率校准范围(－90dBm，10dBm)，功率扫描时最小步进为0.001dB，本实施例中选择附图2所示的压控衰减器，低功率段起点控制电压V_low定为0.8V，高控制段起点定为1.6V。根据测试两个电压起点功率增加1dB控制电压最小增加0.09V。计算得到DAC输出最小电压步进不超过0.00009V。因为控制电压最高不超过1.7V所以，DAC的参考电压V_{DAC_ref}可以选择为2.048V，选择16bit精度，其DAC电压最小输出精度为

满足0.00009V的电压精度，因此功率粗调步进可以选为1dB即宽带数控衰减器的精度小于1dB即可，实施例为0.25dB其衰减真值表如附图4，最大衰减量为31.75dB，根据附图1压控宽频带压控衰减器可控范围P_V＝20dB。所以根据

公式(1)剩下的3个固定衰减控制模块功率衰减量满足：

P_F1+P_F2+P_F3≥P_r+P_th－P_V－P_D

本实施例P_r＝101dB，P_V＝20，P_D＝31.75，P_th取10dB，所以P_F1+P_F2+P_F3≥59.25。本实施例取P_F1＝P_F2＝P_F3＝20dB。其特性见附图5，其中P_F1＜P_D，P_F2＜P_D，P_F3＜P_D，P_V＜P_D。

具体实施流程如附图3。

步骤一：利用平坦度调整电路调平源在整个工作频带内输出信号的功率，大约在3dB以内。

步骤二：将宽带压控衰减器控制电压设置到高功率段起点V_low＝1.6V，其它所有衰减模块设置到最小衰减值，调整平坦度调整电路和固定增益模块使其在整个工作频带内输出的功率都能达到系统要求的最大输出值并保留一定的阈量比使P_f＜P_th。

步骤三：根据P_cs＝1dB校准第一个功率档位，P_max功率档位通过第一档P_max－P_cs＝9dBm调整实现。步骤二的基础上，对每个校准频点调整宽带数控衰减器将输出功率粗调到(10－1±0.125)dBm。保存此时宽带数控衰减器的校准值：

在D₁和V_high＝1.6V的基础上配置DAC输出电压调整宽带压控衰减器消除D₁的粗调误差。保存此时DAC的校准值：

在D₁和VL₁的基础上上调DAC模块的电压使功率输出增加1dB到P_max＝10dBm，保存此时DAC模块的校准值，记为：

配置D₁和VH₁即可输出最大功率P_max＝10dBm。

步骤四：依次校准其它各功率档位每功率档位保存三组校准值分别是Dn，VL_n和VH_n，其中n表示功率档位偏移量。

步骤五：端口输出功率随校准档位逐步减小，宽带数控衰减器的衰减值也会逐步增大。当校准到n功率档位的n个频点中只要有一个点的校准值

使宽带数控衰减器的衰减D_Att满足D_Att+1≥31.75dB则下一个功率档位打开第一固定衰减控制模块使第一固定衰减器产生20dB左右衰减。并对应保存该功率档位记为P_1s，表示在P_1s即以下的功率档位第一固定衰减控制模块切换为固定衰减模式。

步骤六：按照步骤三、四的方法在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续控制宽频带数控衰减器和宽带压控衰减器模块依次向下校准端口功率。当第一固定衰减器的衰减范围快校完时(D_Att+1≥31.75dB)，按照步骤五的方法依次打开第二固定衰减控制模块和第三固定衰减控制模块。并保存第二固定衰减控制模块和第三固定衰减控制模块打开时对应功率档位得到P_2s和P_3s。

步骤七：当第三固定衰减控制模块打开，且宽频带数控衰减器的校准在某功率档某校准频点满足D_Att+1≥31.75dB，说明此时三个固定衰减控制模块的衰减范围已经用完。下一个功率档位将宽频带压控衰减器功率控制段调整到低功率段起点V_low＝0.8V，并保存高低频段起点值切换时对应功率档位保存为P_4s。

步骤八：在步骤七的基础按照步骤三、四继续校准端口功率直到所有功率档位校准完成，附图7是采用本实施例方法对端口进行开路功率扫输出的结果。

如上步骤得到本实施例在一个端口上的功率校准值设每档校准的频点数为1000分别有：

1.D_n，n∈[1，100]的正整数，100个功率档位宽带数控衰减器的校准值，D_n占1字节，共100×1000字节数据。

2.VL_n和VH_n，n∈[1，100]的正整数，100个功率档位宽带压控衰减器的校准值VL_n和VH_n各占2字节，共200×1000字节。

3.P_1s，P_2s，P_3s，P_4s表示4个固定衰减的切换档位，共占4个字节。

由此本实施例一个端口的功率精度达到0.001dBm时校准数据占内存空间300K字节。4个端口校准数据是1200K字节，只占用很少的存储空间。

如果采用矢量网络分析仪两个端口中一个端口发射信号另一个端口接收测量信号功率的校准方式，每个点的平均校准时间为10ms，则每档校准时间为0.01×1000＝10秒，一个端口校准时间则为10×100＝1000秒，4个端口校准时间为4×1000＝4000秒，约67分钟加上其它冗余时间一台4端口网分功率校准完成耗时1.5小时左右，且人工值守时间为每个端口做一档标准功率校准的时间，不到10分钟，人工用时极少。

如果需要进一步压缩数据存取空间和校准时间则可以增加校准档位之间的功率差比如有1dB增加到2dB。这样校准数据尺寸和校准时间都会压缩到1dB档位的一半。

当端口输出功率正好为校准功率时不需任何计算直接查表就可以得到对应电路参数。当端口需要输出一个精度范围内的任意功率如P_out＝－10.333dBm时，实施例通过式(6)到式(8)举例计算：

1、得到功率信号P_out的整数档位偏移量

根据n＝21查表得到相应的D₂₁，VL₂₁，VH₂₁，以及P_1s，P_2s，P_3s，P_4s等参数。

2、得到功率信号的插值部分偏移量

P_i＝P_out(P_max－n×P_cs)＝－10.333－(10－21×1)＝0.333

可知当P_CS＝1时P_i并不需要通过式6和式7计算，为节省计算时间直接取P_out的小数部分即可。

3、根据P_i计算宽带压控衰减器的参数，查表得此时VL₂₁＝51336，VH₂₁＝53740。

得到所有的需要配置到电路中的参数D₂₁，V_s，和P_1s，P_2s，P_3s，P_4s。

采用了本发明的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，利用大动态范围的宽带数控衰减器，获取大动态范围的线性功率调节。弥补只用宽带压控衰减器在大动态范围时不是线性变化的特性。利用高分辨率的DAC模块控制宽带压控衰减器，精密校准输出功率，补偿了宽带数控衰减器的粗调误差。利用宽带压控衰减器在很小的衰减范围内高度近似线性的特性插值计算两个标准功率档位之间的功率参数，弥补功率测量设备在功率精度上的不足，且插值只是在扫描时处理器根据前后两档的DAC模块值做线性插值计算，不会占用校准时间和校准数据空间，因此可以利用快速大步进的档位校准实现精细的功率输出的效果。在同一个功率档位精密地做两次宽带压控衰减器的校准其数据结构如附图6的，比如在功率n－1输出档，参数Dn－1，VLn－1和参数Dn，VHn的配置输出的功率误差非常小，其误差主要取决于校准功率时功率测量仪器的接收精度。这样在功率扫描时两档功率切换点出就不会出现功率输出不连续产生的跳变现象。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)根据需求配置各衰减模块参数和器件选型，进行电路配置；

(2)校准第一档功率得到宽带数控衰减器的校准值D1，DAC的校准值VL₁和DAC模块的校准值VH1；

(3)根据Pcs依次校准其它各功率档位保存三组校准值；

(4)在校准过程中检查到DAtt+Pcs大于等于PD时，在下个功率档位打开第一固定衰减控制模块；

(5)在第一固定衰减控制模块衰减范围内继续控制宽频带数控衰减器和宽带压控衰减器模块校准端口功率，并依次打开第二固定衰减模块和第三固定衰减模块；

(6)在三级固定衰减模块全部打开且检查到D_Att+P_cs大于等于P_D时，下个功率档位将宽带压控衰减器调整到低功率段起点V_low；

(7)继续向下校准各功率档位直至所有档位校准完成。

2.根据权利要求1所述的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)根据Pcs校准第一个功率档位；

(2.1)对每个校准频点调整宽带数控衰减器的输出功率，保存此时调整宽带数控衰减器的校准值D1；

(2.2)配置DAC输出，电压调整宽带压控衰减器消除D1的粗调误差，保存此时模块的校准值；

(2.3)上调DAC模块的电压，保存此时DAC模块的校准值。

3.根据权利要求1所述的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)利用平坦度调整电路调平源在整个工作频带内输出信号的功率；

(1.2)设置宽带压控衰减器到高功率段起点电压V_high，其它衰减模块设置到最小衰减状态；

(1.3)调整平坦度调整电路和固定增益模块，使其达到系统要求的最大输出值并保留一定的阈量。

4.根据权利要求1所述的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的方法还包括计算功率信号P_out的整数档位偏移量n的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号P_out的整数档位偏移量n：

其中，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

5.根据权利要求1所述的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的方法还包括计算功率信号的插值部分偏移量P_i的处理过程，具体为：

根据以下公式计算功率信号的插值部分偏移量P_i：

P_i＝P_out(P_max－n×P_cs)；

其中，n为功率信号P_out的整数档位偏移量，P_max为最大输出功率，P_out为输出功率，P_cs为功率校准步进。

6.根据权利要求1所述的针对矢量网络分析仪实现大功率范围精密校准端口功率的方法，其特征在于，所述的方法还包括计算宽带压控衰减器的参数V_s的处理过程，具体为：

根据以下公式计算宽带压控衰减器的参数V_s：

其中，P_i为功率信号的插值部分偏移量，P_cs为功率校准步进，VL_n为宽带压控衰减器第n档功率时的校准值，VH_n为输出功率通过宽带压控衰减器校准到第n－1档时的校准值。

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