CN115542011A - 在片s参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

在片s参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN115542011A
CN115542011A CN202211096583.3A CN202211096583A CN115542011A CN 115542011 A CN115542011 A CN 115542011A CN 202211096583 A CN202211096583 A CN 202211096583A CN 115542011 A CN115542011 A CN 115542011A
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吴爱华
高岭
王一帮
梁法国
霍晔
刘晨
栾鹏
孙静
张立飞
孙晓颖
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

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Abstract

本申请提供一种在片S参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质。该方法包括：获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，计算在片负载校准件的当前负载电感；根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。本申请能够提高在片S参数测量系统的测量可靠性。

Description

在片S参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及在片S参数技术领域，尤其涉及一种在片S参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质。
背景技术
微电子行业中使用的在片S参数测量系统在使用前，需要选用合适的校准方法对系统进行校准，现有的在片校准大多会采用8-team误差模型。该8-team误差模型分别对系统源/负载匹配、反射/传输跟踪、方向性、隔离等不理想进行了表征，在在片S参数领域、同轴和波导领域具有很高的准确度，因而得到了广泛的应用。
在通过8-team误差模型对在片S参数测量系统进行校准时，通常直接利用负载电感的标准值进行校准。然而，由于在测量时压针位置的不同，负载电感值也会实时变化，仅利用负载电感的标准值进行校准可能会存在误差。
发明内容
本申请提供了一种在片S参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质，以解决由于在测量时压针位置的不同，负载电感值也会实时变化，仅利用负载电感的标准值进行校准可能会存在误差的问题。
第一方面，本申请提供了一种在片S参数提取负载电感的方法，包括：
获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；
基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，计算在片负载校准件的当前负载电感；
根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
在一种可能的实现方式中，关系式包括下述至少两项：
第一在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000021
其中，Lload,open,1表示利用在片开路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,open)表示在片开路校准件在第一端口的第一开路测量值的实部，imag(Z1,app,open)表示第一开路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000022
其中，Lload,open,2表示利用在片开路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,open)表示在片开路校准件在第二端口的第二开路测量值的实部，imag(Z2,app,open)表示第二开路测量值的虚部；
第一在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000023
其中，Lload,short,1表示利用在片短路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,short)表示在片短路校准件在第一端口的第一短路测量值的实部，imag(Z1,app,short)表示第一短路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000031
其中，Lload,short,2表示利用在片短路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,short)表示在片短路校准件在第二端口的第二短路测量值的实部，imag(Z2,app,short)表示第二短路测量值的虚部。
在一种可能的实现方式中，计算在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,1、Lload,open,2、Lload,short,1和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在一种可能的实现方式中，计算在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,1和Lload,short,1的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在一种可能的实现方式中，计算在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,2和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在一种可能的实现方式中，获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，包括：
采用在片S参数测量系统分别测量在片负载校准件、在片开路校准件和在片短校准件，得到在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数；
根据在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数，计算在片S参数测量系统的初始八项误差；
根据初始八项误差计算在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值。
在一种可能的实现方式中，根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准，包括：
基于在片负载校准件的当前负载电感，计算在片S参数测量系统的修正八项误差；
根据修正八项误差对被测件进行校准。
第二方面，本申请提供了一种在片S参数提取负载电感的装置，包括：
获取模块，用于获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；
计算模块，用于基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，计算在片负载校准件的当前负载电感；
校准模块，用于根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式在片S参数提取负载电感的方法的步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式在片S参数提取负载电感的方法的步骤。
本申请提供一种在片S参数提取负载电感的方法、电子设备及存储介质，考虑到在校准过程中，测量时不同压针位置可能会导致在片负载校准件的负载电感会发生变化，因此，利用在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值提取在片负载校准的当前负载电感，进而对在片负载校准件进行修正，最终利用修正后的在片负载校准件进行校准，可以提高在片S参数测量系统的测量精确度，进而提高在片S参数测量系统的测量可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的8-team误差模型；
图2是本申请实施例提供的用ABCD参数表示的8-team误差模型；
图3是本申请实施例提供的在片S参数提取负载电感的方法的实现流程图；
图4是本申请实施例中ABCD参数与电压电流的关系示意图；
图5是本申请实施例中在片负载校准件的等效电路示意图；
图6是本申请实施例提供的S21参数的测量结果；
图7是本申请实施例提供的S11参数的测量结果；
图8是本申请实施例提供的在片S参数提取负载电感的装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
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，以便透彻理解本申请实施例。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申请。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申请的描述。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见图1。其示出了本申请实施例提供的8-team误差模型。如图1所示，该8-team误差分别对在片S参数测量系统的源/负载匹配、反射/传输跟踪、方向性、隔离等不理想进行了表征。在在片S参数测量领域、同轴和波导领域具有很高的准确度，因而得到了广泛的应用。SOLT(Short-Open-Load-Thru，短路开路负载直通)校准方法需要准确已知四个校准件的定义；TRL(Thru-Reflect-Line，直通反射线路)校准方法对负载校准件的要求较高，且由于只有一根传输线、其频率覆盖范围不够宽广；LRRM(Line-Reflect-Reflect-Match，线路反射反射匹配)校准方法对校准件的定义要求更少，对于两个反射校准件无需知道其电感电容，只需计算其理论延迟，负载校准件中的电感根据探针位置实时提取得到，因此LRRM校准方法具有较高的准确度，得到了广泛应用。
参见图2，其示出了本申请实施例提供的用ABCD参数表示的8-team误差模型。如图2所示，八项误差模型通常采用S参数表示，实际求解过程中误差网络之间需要级联，通过转移参数(ABCD)(ABCD参数与S参数存在一一对应的关系)表示误差网络，便于级联计算。其中，ABCD参数与S参数的转换关系如式(1)所示：
Figure BDA0003838441960000061
其中，S11、S12、S21、S22表示S参数。
矢量网络分析仪作为一种在片S参数测量系统，其在在片S参数领域具有重要作用。对在片S参数测量系统进行校准的过程可以如下：
SS01，利用未校准的在片S参数测量系统测量在片负载校准件，得到在片负载S参数；利用未校准的在片S参数测量系统测量在片短路校准件，得到在片短路S参数；利用未校准的在片S参数测量系统测量在片开路校准件，得到在片开路S参数。其中，在片负载校准件的负载电感为已知的标准值。
SS02，利用在片负载S参数、在片短路S参数和在片开路S参数，计算八项误差，也即：A1/D1、B1/D1、C1/D1、A2/D2、B2/D2、C2/D2以及D1D2。
SS03，利用八项误差对未校准的在片S参数测量系统进行校准，从而得到校准后的在片S参数测量系统。
在实际校准过程中，由于校准时的压针位置不同，可能会对在片短路校准件、在片负载校准件和在片开路校准件有影响，也即标称值不一定为实际值。经过判断，压针位置对在片短路校准件和在片开路校准件的影响可以忽略不计。但是对在片负载校准件的负载电感影响较大，不同压针位置对应的负载电感不同，在未进行校准的情况下，直接基于标准负载电感，对被测件进行测量，可能会测量不准。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种在片S参数提取负载电感的方法，下面结合附图进行详细说明。
参见图3，其示出了本申请实施例提供的在片S参数提取负载电感的方法的实现流程图。如图3所示，一种在片S参数提取负载电感的方法，可以包括S101至S103。
S101，获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值。
可以利用矢量网络分析仪分别对在片开路校准件、在片短路校准件和在片负载校准件进行测量，并根据测量结果计算得到在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值。
对于二端口网络，其包括第一端口和第二端口。相应的，在片开路校准件的测量值可以包括：在片开路校准件在第一端口的第一开路测量值，和/或在片开路校准件在第二端口的第二开路测量值。具体可以根据实际情况选择使用。
相应的，在片短路校准件的测量值可以包括：在片短路校准件在第一端口的第一短路测量值，和/或在片短路校准件在第二端口的第二短路测量值。具体可以根据实际情况选择使用。
示例性的，获取在片开路校准件的测量值的过程可以包括：
S1011，采用在片S参数测量系统分别测量在片负载校准件、在片开路校准件和在片短校准件，得到在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数。
具体的，采用在片S参数测量系统测量在片负载校准件，得到在片负载S参数。利用在片S参数测量系统测量在片短路校准件，得到在片短路S参数。利用在片S参数测量系统测量在片开路校准件，得到在片开路S参数。
S1012，根据在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数，计算在片S参数测量系统的初始八项误差。
根据在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数，可以计算得到在片S参数测量系统的初始八项误差。
S1013，根据初始八项误差计算在片开路校准件的测量值。
基于现有的方式，可以根据初始八项误差计算得到在片开路校准件的测量值。获取在片短路校准件的过程同理，本申请实施例在此不做赘述。
S102，基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，计算在片负载校准件的当前负载电感。
在片负载校准件的负载电阻值为已知的标准值，在实际测量过程中，负载电阻值受的影响可以忽略不计。为进一步保证测量的可靠性，还可以使用数字万用表测量在片负载校准件的负载电阻测量值，然后利用负载电阻测量值精确计算负载校准件的当前负载电感，可以进一步提高校准精度。
预先确定的关系式可以表示为式(2)，如下：
Figure BDA0003838441960000081
其中，Lload,open表示利用在片开路校准件提取的在片负载校准件的当前负载电感，Rload表示在片负载校准件的负载电阻值，real(Zapp,open)表示在片开路校准件的测量值的实部，imag(Zapp,open)表示在片开路校准件的测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率。Lload,short表示利用在片短路校准件提取的在片负载校准件的当前负载电感，Rload表示在片负载校准件的负载电阻值，real(Zapp,short)表示在片短路校准件的测量值的实部，imag(Zapp,short)表示在片短路校准件的测量值的虚部。
S103，根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
在得到在片负载校准件的当前负载电感之后，可以重新计算八项误差，也即得到修正八项误差，然后利用修正八项误差对被测件的测量值进行校准，得到被测件的真实值。其中，被测件可以为微波模块，例如DUT。
示例性的，校准过程可以包括：
S1031，基于在片负载校准件的当前负载电感，计算在片S参数测量系统的修正八项误差。
可以根据在片负载校准件的当前负载电感、在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数，重新计算在片S参数测量系统的八项误差，并将该八项误差作为修正八项误差。
S1032，根据修正八项误差对被测件进行校准。
对于每一个被测件，由于在测量时压针位置不同，在片负载校准件的负载电感也随之变化。因此，在每次测量时，可以重新计算得到当前负载电感，然后计算修正八项误差，进而对被测件的测量值进行修正，得到被测件的真实值。
本申请实施例通过利用在片短路校准件的测量值和在片开路校准件的测量值共同提取在片负载校准件的当前负载电感，进而对被测件的测量值进行修正，得到被测件的真实值，可以提高在片S参数测量系统的测量精确度，提高了在片S参数测量系统的测量可靠性。
在本申请的一些实施例中，关系式包括下述至少两项：
第一在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000091
其中，Lload,open,1表示利用在片开路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,open)表示在片开路校准件在第一端口的第一开路测量值的实部，imag(Z1,app,open)表示第一开路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000101
其中，Lload,open,2表示利用在片开路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,open)表示在片开路校准件在第二端口的第二开路测量值的实部，imag(Z2,app,open)表示第二开路测量值的虚部；
第一在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000102
其中，Lload,short,1表示利用在片短路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,short)表示在片短路校准件在第一端口的第一短路测量值的实部，imag(Z1,app,short)表示第一短路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000103
其中，Lload,short,2表示利用在片短路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,short)表示在片短路校准件在第二端口的第二短路测量值的实部，imag(Z2,app,short)表示第二短路测量值的虚部。
下面给出本申请实施例中的关系式的推理过程：
参见图4，其示出了本申请实施例中ABCD参数与电压电流的关系示意图。参见图5，其示出了本申请实施例中在片负载校准件的等效电路示意图。
如图3所示，ABCD是电压电流表示的参数，根据定义，当测量在片校准件时，得到关系式(5)和(6)。
Figure BDA0003838441960000111
Figure BDA0003838441960000112
其中，Z1,A表示在片校准件在第一端口的实际阻抗值，Z1,M表示在片校准件在第一端口的阻抗测量值，Z2,A表示在片校准件在第一端口的实际阻抗值，Z2,M表示在片校准件在第一端口的阻抗测量值。
如图4所示，理性情况下，对于第一端口的在片开路校准件，可以由式(5)得到式(7)；对于第一端口的在片短路校准件，可以由式(5)得到式(8)。对于第二端口的在片开路校准件，可以由式(6)得到式(9)；对于第二端口的在片短路校准件，可以由式(6)得到式(10)。具体如下：
Figure BDA0003838441960000113
Figure BDA0003838441960000114
Figure BDA0003838441960000115
Figure BDA0003838441960000116
其中，Z1,M,open表示在片开路校准件在第一端口的阻抗测量值，Z1,M,short表示在片短路校准件在第一端口的阻抗测量值，Z2,M,open表示在片开路校准件在第二端口的阻抗测量值，Z2,M,short表示在片短路校准件在第二端口的阻抗测量值，Z1,A,open表示在片开路校准件在第一端口的实际阻抗值，Z1,A,short表示在片短路校准件在第一端口的实际阻抗值，Z2,A,open表示在片开路校准件在第二端口的实际阻抗值，Z2,A,short表示在片短路校准件在第二端口的实际阻抗值。其中，实际阻抗值也即为已知的阻抗标称值。
根据由式(5)、(6)得到式(11)、(12)，如下：
Figure BDA0003838441960000121
Figure BDA0003838441960000122
对于第一端口的在片校准件，
Figure BDA0003838441960000123
存在一个对应的测量值
Figure BDA0003838441960000124
可以得到式(13)。对于第二端口的在片校准件，
Figure BDA0003838441960000125
存在一个对应的测量值
Figure BDA0003838441960000126
可以得到式(14)。如下：
Figure BDA0003838441960000127
Figure BDA0003838441960000128
由式(11)和(13)可以得到式(15)中的比例值Q1，由式(12)和(14)可以得到式(16)中的比例值Q2，如下：
Figure BDA0003838441960000129
Figure BDA0003838441960000131
对于第一端口和第二端口的在片负载校准件，由式(15)、(16)分别得到式(17)、(18)，如下：
Figure BDA0003838441960000132
Figure BDA0003838441960000133
其中，Z1,app,load表示在片负载校准件在第一端口的测量值，Z1,A,load表示在片负载校准件在第一端口的实际值，Z2,app,load表示在片负载校准件在第二端口的测量值，Z2,A,load表示在片负载校准件在第二端口的实际值。
第一端口和第二端口的在片负载校准件的测量值分别如式(19)、(20)所示，如下：
Z1,app,load＝R1,load+jwL1,load (19)
Z2,app,load＝R2,load+jwL2,load (20)
参考面在直通中间时，在片负载校准件的实际值如式(18)、(19)所示，如下：
Z1,A,load＝R1,load (21)
Z2,A,load＝R2,load (22)
在本申请的实施例中，得到第一在片开路关系式(3-1)的过程如下：
对于第一端口的在片开路校准件，由(15)得到式(23)，如下：
Figure BDA0003838441960000134
当参考面在直通中间时，第一端口的在片开路校准件的测量值表示为式(24)，如下：
Figure BDA0003838441960000141
其中，C01,open表示在片开路校准件在第一端口的端口电容。
第一端口的在片开路校准件的实际值表示为式(25)，如下：
Figure BDA0003838441960000142
令：
real(Z1,app,open)＝R1,open (26)
Figure BDA0003838441960000143
由式(14)、(16)和式(20)、(23)、(24)得到式(25)和(26)，如下：
Figure BDA0003838441960000144
Figure BDA0003838441960000145
由式(29)得到第一在片开路关系式(3-1)，如下：
Figure BDA0003838441960000146
其中，w＝2πf，f表示频率。
在本申请的实施例中，得到第二在片开路关系式(3-2)的过程如下：
对于第二端口的在片开路校准件，由式(16)得到式(30)，如下：
Figure BDA0003838441960000147
当参考面在直通中间时，第二端口的在片开路校准件测量表示为式(31)，如下：
Figure BDA0003838441960000148
其中，C02,open表示在片开路校准件在第二端口的端口电容。
第二端口的在片开路校准件的实际值表示为式(32)，如下：
Figure BDA0003838441960000151
令：
real(Z2,app,open)＝R2,open (33)
Figure BDA0003838441960000152
由式(18)、(20)和式(30)、(33)、(34)得到式(35)和(36)，如下：
Figure BDA0003838441960000153
Figure BDA0003838441960000154
由式(36)得到第二在片开路关系式(3-2)，如下：
Figure BDA0003838441960000155
以上为本申请实施例提供的得到第一在片开路关系式(3-1)和第二在片开路关系式(3-2)的推导过程。根据式(3-1)和/或式(3-2)可以提取在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的实施例中，得到第一在短路关系式(4-1)的过程如下：
对于第一端口的在片短路校准件，由式(15)得到式(37)，如下：
Figure BDA0003838441960000156
当参考面在直通中间时，第一端口的在片短路校准件的测量值表示为式(41)，如下：
Z1,app,short＝R1,short+jwL1,short (38)
其中，L1,short表示在片短路校准件在第一端口的端口电感。
第一端口的在片短路校准件的实际值表示为式(39)，如下：
Z1,A,short＝jwL1,short (39)
令：
real(Z1,app,short)＝R1,short (40)
imag(Z1,app,short)＝wL1,short (41)
由式(17)、(19)和式(37)、(40)、(41)得到式(42)和(43)，如下：
Figure BDA0003838441960000161
Figure BDA0003838441960000162
由式(43)得到第一在片短路关系式(4-1)，如下：
Figure BDA0003838441960000163
在本申请的实施例中，得到第二在短路关系式(4-2)的过程如下：
对于第二端口的在片短路校准件，由式(16)得到式(44)，如下：
Figure BDA0003838441960000164
当参考面在直通中间时，第二端口的在片短路校准件的测量值表示为式(45)，如下：
Z2,app,short＝R2,short+jwL2,short (45)
其中，L2,short表示在片短路校准件在第二端口的端口电感。
第二端口的在片短路校准件的实际值表示为式(46)，如下：
Z2,A,short＝jwL2,short (46)
令：
real(Z2,app,short)＝R2,short (47)
imag(Z2,app,short)＝wL2,short (48)
由式(18)、(20)和式(44)、(47)、(48)得到式(49)和(50)，如下：
Figure BDA0003838441960000171
Figure BDA0003838441960000173
由式(50)得到第二在片短路关系式(4-2)，如下：
Figure BDA0003838441960000172
本申请实施例通过预先推导关系式，提取在片负载校准件的当前负载电感，计算便捷、快速，可以提高在片S参数测量系统的校准效率。
在本申请的一些实施例中，上述S102中的“计算在片负载校准件的当前负载电感”，可以包括：
计算Lload,open,1、Lload,open,2、Lload,short,1和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在关系式包括第一在片开路关系式、第二在片开路关系式、第一在片短路关系式和第二在片短路关系式时，可以计算Lload,open,1、Lload,open,2、Lload,short,1和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的一些实施例中，上述S102中的“计算在片负载校准件的当前负载电感”，可以包括：
计算Lload,open,1和Lload,short,1的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在关系式包括第一在片开路关系式和第一在片短路关系式时，可以计算Lload,open,1和Lload,short,1的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的一些实施例中，上述S102中的“计算在片负载校准件的当前负载电感”，可以包括：
计算Lload,open,2和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在关系式包括第二在片开路关系式和第二在片短路关系式时，可以计算Lload,open,2和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
本申请实施例通过提供至少三种计算在片负载校准件的当前负载电感的计算方式，利用单个关系式的计算效率更高，求解平均值的计算准确率更高，具体可以结合实际情况进行选择。
此外，还可以包括：在关系式仅包括第一在片开路关系式，和第二在片短路关系式时，可以将
Figure BDA0003838441960000181
作为在片负载校准件的当前负载电感。在关系式仅包括第二在片开路关系式和第一在片短路关系式时，可以将
Figure BDA0003838441960000182
作为在片负载校准件的当前负载电感。具体可以根据实际情况进行选择，本申请实施例在此不做赘述。
在本申请的一些实施例中，还可以将仅第一在片短路关系式、第二在片短路关系式、第一在片开路关系式和第二在片开路关系式中任意至少一项计算的负载电感作为在片校准件的当前负载电感。例如，可以将Lload,open,1作为在片负载校准件的当前负载电感，或者将Lload,open,2作为在片负载校准件的当前负载电感，或者将
Figure BDA0003838441960000183
作为在片负载校准件的当前负载电感。具体可以根据实际情况进行选择。
随着频率的变化，负载电感具有频率响应，而取频段内电感平均值可以减小频率响应引入的影响。因此，在本申请的一些实施例中，上述S102中的“计算在片负载校准件的当前负载电感”，还可以包括：
取预设频段内的负载电感的平均值作为在负载校准件的负载电感。
即：
Figure BDA0003838441960000184
其中，Load表示在片负载校准件的负载电感，L1，L2，......，Ln表示预设频段内各个频率点的负载电感的提取值。预设频段可以为2GHz以上的频段，具体可以根据实际情况进行选择。
本申请实施例通过计算预设频段内的负载电感的平均值作为在片校准件的当前负载电感，再考虑压针位置对在片负载校准件影响的基础上，综合考虑频率的影响，使得计算结果更加精确，进一步提高被测件测量的准确度。
示例性的，参见图6，其示出了本申请实施例提供的S21参数的测量结果。参见图7，其示出了本申请实施例提供的S11参数的测量结果。
选择10dB衰减器作为被测件，分别用本申请实施例提供的方法提取的负载电感值和现有方法的LRRM校准方法在100MHz～67GHz频段对同一在片S参数测量系统进行校准，校准完后测量相同的10dB衰减器，得到参考面在探针端的S参数，将测量结果进行比较。
如图6和图5所示，图中，10dB_WINCAL(S21)/10dB_WINCAL(S11)表示WINCAL的测量结果；10dB_1(S21)/10dB_1(S11)表示利用第一端口的在片开路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,open,1；10dB_2(S21)/10dB_2(S11)表示利用第一端口的在片短路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,short,1；10dB_3(S21)/10dB_3(S11)表示利用第一端口的在片开路校准件和在片短路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：
Figure BDA0003838441960000191
10dB_4(S21)/10dB_4(S11)表示利用第二端口的在片开路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,open,2；10dB_5(S21)/10dB_5(S11)表示利用第二端口的在片短路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,short,2；10dB_6(S21)/10dB_6(S11)表示利用第二端口的在片开路校准件和在片短路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：
Figure BDA0003838441960000192
10dB_7(S21)/10dB_7(S11)表示利用第一端口和第二端口的在片开路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,open,1和Lload,open,2的平均值；10dB_8(S21)/10dB_8(S11)表示利用第一端口和第二端口的在片短路校准件提取负载电感的测量结果，即负载电感为：Lload,short,1和Lload,short,2的平均值；
根据图6和图7的结果可知：本申请实施例提供的方法与WINCAL软件测量相同10dB衰减器的传输幅度最大偏差0.15dB，反射幅度最大偏差0.08。本发明的实时提取负载电感的方法是合理的，满足在片S参数校准和测试需求。
本申请实施例首先根据在片开路校准件或在片短路校准件参考面在直通中间时，计算得到测量值与实际值的比值。然后，通过在片开路校准件、在片短路校准件的S参数测量值和在片负载校准件的直流电阻测量值，计算得到在片S参数校准中实时提取的负载电感值。最后，取频段内负载电感平均值减小频率响应引入的影响。能够实现被测件的准确测量，同时可以达到较好的指标，满足需求的在片S参数校准和测试工作，具有一定的经济和社会效益。
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，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本申请的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图8示出了本申请实施例提供的在片S参数提取负载电感的装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，详述如下：
如图8所示，在片S参数提取负载电感的装置20可以包括：
获取模块201，用于获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；
计算模块202，用于基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，计算在片负载校准件的当前负载电感；
校准模块203，用于根据在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
在本申请的一些实施例中，关系式包括下述至少两项：
第一在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000211
其中，Lload,open,1表示利用在片开路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,open)表示在片开路校准件在第一端口的第一开路测量值的实部，imag(Z1,app,open)表示第一开路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片开路关系式为：
Figure BDA0003838441960000212
其中，Lload,open,2表示利用在片开路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,open)表示在片开路校准件在第二端口的第二开路测量值的实部，imag(Z2,app,open)表示第二开路测量值的虚部；
第一在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000213
其中，Lload,short,1表示利用在片短路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示在片负载校准件在第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,short)表示在片短路校准件在第一端口的第一短路测量值的实部，imag(Z1,app,short)表示第一短路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片短路关系式为：
Figure BDA0003838441960000221
其中，Lload,short,2表示利用在片短路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示在片负载校准件在第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,short)表示在片短路校准件在第二端口的第二短路测量值的实部，imag(Z2,app,short)表示第二短路测量值的虚部。
在本申请的一些实施例中，计算模块202，还用于计算Lload,open,1、Lload,open,2、Lload,short,1和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的一些实施例中，计算模块202，还用于计算Lload,open,1和Lload,short,1的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的一些实施例中，计算模块202，还用于计算Lload,open,2和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为在片负载校准件的当前负载电感。
在本申请的一些实施例中，获取模块201，可以包括：
测量单元，用于采用在片S参数测量系统分别测量在片负载校准件、在片开路校准件和在片短校准件，得到在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数；
第一计算单元，用于根据在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数，计算在片S参数测量系统的初始八项误差；
第二计算单元，用于根据初始八项误差计算在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值。
在本申请的一些实施例中，校准模块203，可以包括：
第三计算单元，用于基于在片负载校准件的当前负载电感，计算在片S参数测量系统的修正八项误差；
校准单元，用于根据修正八项误差对被测件进行校准。
图9是本申请实施例提供的电子设备的示意图。如图9所示，该实施例的电子设备30包括：处理器300和存储器301，存储器301中存储有可在处理器300上运行的计算机程序302。处理器300执行计算机程序302时实现上述各个在片S参数提取负载电感的方法实施例中的步骤，例如图3所示的S101至S103。或者，处理器300执行计算机程序302时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8所示模块201至203的功能。
示例性的，计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器301中，并由处理器300执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序302在电子设备30中的执行过程。例如，计算机程序302可以被分割成图8所示的模块201至203。
电子设备30可以是单片机或者控制器等计算设备。电子设备30可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是电子设备30的示例，并不构成对电子设备30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，例如电子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300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)、现场可编程门阵列(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。
存储器301可以是电子设备30的内部存储单元，例如电子设备30的硬盘或内存。存储器301也可以是电子设备30的外部存储设备，例如电子设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器301还可以既包括电子设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器301用于存储计算机程序以及电子设备所需的其他程序和数据。存储器301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。
本申请实施例还提供一种在片S参数测量系统，包括矢量网络分析仪和如上的电子设备30。矢量网络分析仪受控于电子设备30。
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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，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。
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，在本申请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。
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，本申请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，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，可实现上述各个在片S参数提取负载电感的方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，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。计算机可读介质可以包括：能够携带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(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，包括：
获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；
基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、所述在片开路校准件的测量值和所述在片短路校准件的测量值，计算所述在片负载校准件的当前负载电感；
根据所述在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
2.根据权利要求1所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，
所述关系式包括下述至少两项：
第一在片开路关系式为：
Figure FDA0003838441950000011
其中，Lload,open,1表示利用所述在片开路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示所述在片负载校准件在所述第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,open)表示所述在片开路校准件在所述第一端口的第一开路测量值的实部，imag(Z1,app,open)表示所述第一开路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片开路关系式为：
Figure FDA0003838441950000012
其中，Lload,open,2表示利用在片开路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示所述在片负载校准件在所述第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,open)表示所述在片开路校准件在所述第二端口的第二开路测量值的实部，imag(Z2,app,open)表示所述第二开路测量值的虚部；
第一在片短路关系式为：
Figure FDA0003838441950000021
其中，Lload,short,1表示利用所述在片短路校准件在第一端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R1,load表示所述在片负载校准件在所述第一端口的负载电阻值，real(Z1,app,short)表示所述在片短路校准件在所述第一端口的第一短路测量值的实部，imag(Z1,app,short)表示所述第一短路测量值的虚部，w＝2πf，f表示在片S参数测量系统的频率；
第二在片短路关系式为：
Figure FDA0003838441950000022
其中，Lload,short,2表示利用在片短路校准件在第二端口提取的在片负载校准件的当前负载电感，R2,load表示所述在片负载校准件在所述第二端口的负载电阻值，real(Z2,app,short)表示所述在片短路校准件在所述第二端口的第二短路测量值的实部，imag(Z2,app,short)表示所述第二短路测量值的虚部。
3.根据权利要求2所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，所述计算所述在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,1、Lload,open,2、Lload,short,1和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为所述在片负载校准件的当前负载电感。
4.根据权利要求2所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，所述计算所述在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,1和Lload,short,1的平均值，并将该平均值作为所述在片负载校准件的当前负载电感。
5.根据权利要求2所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，所述计算所述在片负载校准件的当前负载电感，包括：
计算Lload,open,2和Lload,short,2的平均值，并将该平均值作为所述在片负载校准件的当前负载电感。
6.根据权利要求1至5任一项所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，所述获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值，包括：
采用所述在片S参数测量系统分别测量在片负载校准件、所述在片开路校准件和所述在片短校准件，得到在片负载S参数、在片开路S参数和在片短路S参数；
根据所述在片负载S参数、所述在片开路S参数和所述在片短路S参数，计算所述在片S参数测量系统的初始八项误差；
根据所述初始八项误差计算所述在片开路校准件的测量值和所述在片短路校准件的测量值。
7.根据权利要求6所述的在片S参数提取负载电感的方法，其特征在于，所述根据所述在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准，包括：
基于所述在片负载校准件的当前负载电感，计算所述在片S参数测量系统的修正八项误差；
根据所述修正八项误差对所述被测件进行校准。
8.一种在片S参数提取负载电感的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取在片开路校准件的测量值和在片短路校准件的测量值；
计算模块，用于基于预先确定的关系式，根据在片负载校准件的负载电阻值、所述在片开路校准件的测量值和所述在片短路校准件的测量值，计算所述在片负载校准件的当前负载电感；
校准模块，用于根据所述在片负载校准件的当前负载电感对被测件进行校准。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有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上的权利要求1至7中任一项所述在片S参数提取负载电感的方法的步骤。
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上的权利要求1至7中任一项所述在片S参数提取负载电感的方法的步骤。
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