DE10154511A1

DE10154511A1 - Reiz/Antwort-System und Verfahren zur Vektorcharakterisierung von Frequenzumsetzungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE10154511A1
Application number: DE10154511A
Authority: DE
Inventors: Joel P Dunsmore; Michael E Knox
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: DE10154511B4; JP2002202331A; US6448786B1

Abstract

Ein Vektor-Reiz/Anwort-System ermöglicht es, daß Vektorantworten von Frequenzumsetzungsvorrichtungen (FTD) genau charakterisiert werden. Das System umfaßt eine Quelle, die eine vorbestimmte Quellenanpassung, Reflexionsverfolgung und Richtwirkung aufweist und ein Reizsignal erzeugt. Ein Empfänger, der eine vorbestimmte Lastanpassung aufweist, ist ebenfalls in dem System enthalten. Der Empfänger mißt eine erste Serie von Antworten eines Referenzumsetzers auf das Reizsignal, wenn der Referenzumsetzer zwischen die Quelle und den Empfänger geschaltet ist. Der Referenzumsetzer weist vorbestimmte Transmissionscharakteristika und eine vorbestimmte Eingangsanpassung und Ausgangsanpassung auf. Der Empfänger mißt eine zweite Serie von Antworten einer FTD auf das Reizsignal. Ein Prozessor erzeugt ein Korrekturarray aus der ersten Serie von Antworten, den vorbestimmten Transmissionscharakteristika, der Eingangsanpassung, der Ausgangsanpassung, der Quellenanpassung und der Richtwirkung, der Reflexionsverfolgung und der Lastanpassung. Der Prozessor verwendet dann das erzeugte Korrekturarray, um die zweite Serie von Antworten zu modifizieren, um Vektorcharakteristika der FTD zu liefern. Eine Phasenkohärenzreferenz und eine Amplitudenreferenz für den Empfänger werden durch einen Parallelreferenzpfad oder durch einen Serienreferenzpfad geliefert. Die Systeme werden alternativ gemäß einem Verfahren zur Vektorcharakterisierung von Frequenzumsetzungsvorrichtungen implementiert.

Description

Vektornetzanalysatoren (VNA) ermöglichen es, daß Vektorant worten vieler Typen von elektrischen und optischen Vorrich tungen genau charakterisiert werden. Gegenwärtig verfügbare VNA sind jedoch zur Vektorcharakterisierung von Mischern, Modulatoren und anderen Typen von Frequenzumsetzungsvor richtungen nicht geeignet. Frequenzumsetzungsvorrichtungen (FTD; FTD = frequency translation devices) liefern Aus gangssignale mit Frequenzen, die sich von den Frequenzen von Eingangssignalen unterscheiden, die den FTD zugeführt werden, was zu Ungenauigkeiten bei der Charakterisierung von FTD führt, die durch Impedanzfehlanpassungen, eine Ant wortunebenheit und einen Mangel der Phasenreferenz, die in den VNA inhärent ist, bewirkt werden. Da FTD für die Lei stung von Kommunikationssystemen wesentlich sind, in denen diese enthalten sind, gibt es einen Bedarf nach einem Sy stem, das eine genaue Charakterisierung der Vektor- oder der Betrag- und der Phasen-Antwort von FTD ermöglicht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vektor- Reiz/Antwort-System zum Charakterisieren einer Frequenzum setzungsvorrichtung mit verbesserten Charakteristika und ein verbessertes Verfahren zur Vektorcharakterisierung ei ner Frequenzumsetzungsvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Vektor-Reiz/Antwort-System zum Charakterisieren einer Frequenzumsetzungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren zur Vektorcharakterisierung einer Frequenzumsetzungsvorrichtung gemäß Anspruch 12 ge löst.

Ein Vektor-Reiz/Antwort-System, das gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ermöglicht es, daß die Betrag- und die Phasenantwort von FTD genau charakterisiert werden. Das System umfaßt ei ne Quelle, die eine vorbestimmte Quellenanpassung, Reflexi onsverfolgung (reflection tracking) und Richtwirkung (di rectivity) aufweist und ein Reizsignal erzeugt. Ein Empfän ger, der eine vorbestimmte Lastanpassung aufweist, ist ebenfalls in dem Vektor-Reiz/Antwort-System enthalten. Der Empfänger mißt eine erste Serie von Antworten eines Refe renzumsetzers auf das Reizsignal, wenn der Referenzumsetzer zwischen die Quelle und den Empfänger geschaltet ist. Der Referenzumsetzer weist vorbestimmte Transmissionscharakte ristika und eine vorbestimmte Eingangsanpassung und Aus gangsanpassung auf. Der Empfänger mißt eine zweite Serie von Antworten einer FTD auf das Reizsignal, wenn die FTD zwischen die Quelle und den Empfänger geschaltet ist. Ein Prozessor erzeugt ein Korrekturarray aus der ersten Serie von Antworten, den vorbestimmten Transmissionscharakteri stika, der Eingangsanpassung, der Ausgangsanpassung, der Quellenanpassung und der Richtwirkung, der Reflexionsver folgung und der Lastanpassung. Der Prozessor verwendet dann das erzeugte Korrekturarray, um die zweite Serie von Ant worten zu modifizieren, um Vektorcharakteristika der FTD zu schaffen.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung werden eine Phasenkohärenzreferenz und eine Amplitudenreferenz für den Empfänger durch einen Par allelreferenzpfad, der eine Referenz-FTD aufweist, geschaf fen. Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden eine Phasenkohärenzreferenz und eine Amplitudenreferenz für den Empfänger durch einen Serienkomplementärreferenzpfad, der eine Referenz-FTD auf weist, geschaffen, der eine Aufwärtsumsetzung durchführt, wenn der Referenzumsetzer und die Meß-FTD das Reizsignal abwärts umsetzen, und der eine Abwärtsumsetzung durchführt, wenn der Referenzumsetzer und die Meß-FTD das Reizsignal aufwärts umsetzen. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden alternativ gemäß einem Ver fahren zur Vektorcharakterisierung von Frequenzumsetzungs vorrichtungen implementiert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes System zum Charakterisieren einer Fre quenzumsetzungsvorrichtung (FTD), das gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 ein zweites System zum Charakterisieren einer Frequenzumsetzungsvorrichtung (FTD), das gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und

Fig. 3A-3C Signalflußgraphen entsprechend den Systemen der Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt ein Vektor-Reiz/Antwort-System 10 zum Charak terisieren einer Frequenzumsetzungsvorrichtung (FTD) 2, das gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Vektor-Reiz/Antwort- System 10 umfaßt eine Quelle S und Empfänger R1, R2. Die Quelle S erzeugt ein Reizsignal 3. Die Empfänger R1, R2 liefern Messungen der Betrag- und der Phasenantwort oder der Vektorantwort von Vorrichtungen, die zwischen die Quel le S und die Empfänger R1, R2 geschaltet sind. Die inte grierte Quelle und Empfänger eines Vektornetzanalysators (VNA) sind als die Quelle S und die Empfänger R1, R2 in dem System 10 geeignet. Andere Typen von Reiz/Antwort- Instrumenten, die eine Vektor- oder eine Betrag- und eine Phasenmeßfähigkeit aufweisen, werden alternativ als die Quelle S und die Empfänger R1, R2 verwendet.

Ein Meßpfad 4 ist zwischen der Quelle S und dem Empfänger R1 vorgesehen. Ein Parallelreferenzpfad 6 ist zwischen der Quelle S und dem Empfänger R2 vorgesehen. Der Referenzpfad 6 umfaßt eine Referenz-FTD 8, die das Reizsignal 3 von der Quelle S empfängt. Der Meßpfad 4 umfaßt entweder einen Re ferenzumsetzer 12 oder die Meß-FTD 2, die alternativ in dem Meßpfad 4 zwischen der Quelle S und dem Empfänger R1 einge setzt sind, so daß die Referenz-FTD 8 und entweder der Re ferenzumsetzer 12 oder die Meß-FTD 2 jeweils das Reizsignal 3 empfangen. Der Referenzumsetzer 12, die Referenz-FTD 8 und die Meß-FTD 2 sind Mischer, Modulatoren oder Teilsyste me, die das Reizsignal 3 sowie Treibersignale 5, 7 von Pha senkohärenzoszillatoren OSC1 bis OSC3 empfangen, die ein zeln entweder innerhalb oder außerhalb des Referenzumset zers 12, der Referenz-FTD 8 und der Meß-FTD 2 sind. Der Re ferenzumsetzer 12, die Referenz-FTD 8 und die Meß-FTD 2 liefern frequenzumgesetzte Ausgangssignale 9, 11 gemäß den Frequenzen des angelegten Reizsignals 3 und der Treibersi gnale 5, 7. Die Treibersignale 5, 7 werden alternativ durch einen einzelnen Oszillator oder zwei Oszillatoren (nicht gezeigt) geliefert.

Die Quelle 5 in dem Vektor-Reiz/Antwort-System 10 weist ei ne vorbestimmte Quellenanpassung E_SF, Reflexionsverfolgung E_RF und Richtwirkung E_DF auf. Der Empfänger R1 weist eine vorbestimmte Lastanpassung E_LF auf. Der Empfänger R1 mißt eine erste Serie von Antworten des Referenzumsetzers 12 auf das Reizsignal 3, wenn der Referenzumsetzer 12 in den Meß pfad 4 eingesetzt wird. Das Ausgangssignal 11 wird von dem Empfänger R2 empfangen und liefert eine Amplitudenreferenz und eine Phasenkohärenzreferenz für den Empfänger R1.

Fig. 2 zeigt ein Vektor-Reiz/Antwort-System 20 zum Charak terisieren einer Frequenzumsetzungsvorrichtung (FTD) 2, das gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Vektor-Reiz/Antwort- System 20 umfaßt eine Quelle S und einen Empfänger R1. Die Quelle S erzeugt ein Reizsignal 3. Der Empfänger R1 liefert Messungen der Betrag- und der Phasenantwort oder der Vek torantwort von Vorrichtungen, die zwischen die Quelle S und den Empfänger R1 geschaltet sind. Die integrierte Quelle und Empfänger eines Vektornetzanalysators (VNA) sind als die Quelle S und der Empfänger R1 in dem System 20 geeig net. Andere Typen von Reiz/Antwort-Instrumenten, die eine Vektor- oder eine Betrag- und eine Phasen-Meßfähigkeit auf weisen, werden alternativ als die Quelle S und der Empfän ger R1 verwendet.

Ein Meßpfad 24 ist zwischen der Quelle S und dem Empfänger R1 vorgesehen. Der Meßpfad 24 umfaßt eine Referenz-FTD 28 und entweder einen Referenzumsetzer 12 oder die Meß-FTD 2, die alternativ in dem Meßpfad 24 durch die Referenz-FTD 28 zwischen die Quelle S und den Empfänger R1 geschaltet sind. Der Referenzumsetzer 12, die Referenz-FTD 28 und die Meß- FTD 2 sind Mischer, Modulatoren oder Teilsysteme, die ein Treibersignal 15 von einem einzelnen Oszillator OSC oder alternativ von mehreren Phasenkohärenzoszillatoren (nicht gezeigt) empfangen, die einzeln entweder innerhalb oder au ßerhalb des Referenzumsetzers 12, der Referenz-FTD 28 und der Meß-FTD 2 sind. Der Referenzumsetzer 12 und die Meß-FTD 2 liefern frequenzumgesetzte Signale gemäß den Frequenzen des angelegten Reizsignals 3 und des Treibersignals 15. Ei ne Komplementärfrequenzsetzung wird durch die Referenz-FTD 28 geschaffen, so daß ein Ausgangssignal 17 an dem Empfän ger R1 die gleiche Frequenz aufweist wie das Reizsignal 3. Die Referenz-FTD 28 liefert z. B. eine Aufwärtsumsetzung, wenn der Referenzumsetzer 12 und die Meß-FTD 2 das Reizsi gnal 3 abwärts umsetzen, wobei die Referenz-FTD 28 eine Ab wärtsumsetzung liefert, wenn der Referenzumsetzer und die Meß-FTD 2 das Reizsignal 3 aufwärts umsetzen. Die Referenz- FTD 28 bildet einen Serienkomplementärreferenzpfad für den Referenzumsetzer 12 und die FTD 2 und legt eine Amplituden referenz und eine Phasenkohährenzreferenz für den Empfänger R1 fest. Unter dem Umstand, daß der Referenzumsetzer 12 oder die Meß-FTD 2 ein frequenzumgesetztes Signal aufweist, das sowohl eine Summen- als auch eine Differenzfrequenzkom ponente aufweist, wird ein Filter (nicht gezeigt) oder ein Spiegelfrequenzunterdrückungsmischverfahren verwendet, um sicherzustellen, daß nur eine gekennzeichnete der Frequenz komponenten auf die FTD 28 einfällt und die Komplementär frequenzumsetzung durch die Referenz-FTD 28 erfährt.

Die Quelle 5 in dem Vektor-Reiz/Antwort-System 20 weist ei ne vorbestimmte Quellenanpassung E_SF, Reflexionsverfolgung E_RF und Richtwirkung E_DF auf. Die Kombination der Referenz- FTD 28 und des Empfängers R1 weist eine vorbestimmte Last anpassung ELF auf. Während die Referenz-FTD 28 in Fig. 2 so dargestellt ist, daß sie mit dem Empfänger R1 gekoppelt ist, ist die Referenz-FTD 28 alternativ mit der Quelle S gekoppelt. Unter dem Umstand, daß die Referenz-FTD 28 mit der Quelle S gekoppelt ist, umfassen die vorbestimmte Quel lenanpassung E_SF, Reflexionsverfolgung E_RF und Richtwirkung E_DF jeweils die Wirkungen der Referenz-FTD 28 in Kombinati on mit der Quelle S, wobei die vorbestimmte Lastanpassung E_LF die des Empfängers R1 ist. Bei beiden Kopplungskonfigu rationen der FTD 28 mißt der Empfänger R1 eine erste Serie von Antworten des Referenzumsetzers 12 auf das Reizsignal 3, wenn der Referenzumsetzer 12 in den Meßpfad 24 einge setzt wird. Das Ausgangssignal 17 wird durch den Empfänger R1 empfangen und liefert eine Amplitudenreferenz und eine Phasenkohärenzreferenz für den Empfänger R1.

Bezug nehmend auf das Vektor-Reiz/Antwort-System 10 aus Fig. 1 und das Vektor-Reiz/Antwort-System 20 aus Fig. 2 um faßt die erste Serie von Antworten einen gemessenen Vektor vorwärtstransmissions-S-Parameter S21_M1 des Referenzumset zers 12. Der Referenzumsetzer 12 weist vorbestimmte Trans missionscharakteristika T1, T2 und eine vorbestimmte Ein gangsanpassung D und Ausgangsanpassung M auf. Eine verwand te Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/591,441 mit dem Titel "Method For Characterizing Frequency Translation De vices", die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird, of fenbart ein Verfahren zum Bestimmen von Transmissionscha rakteristika T1, T2, einer Eingangsanpassung D und einer Ausgangsanpassung M für einen Referenzumsetzer 12, der re ziprok ist, wobei T1 gleich T2 ist. Andere Verfahren zum Bestimmen von Transmissionscharakteristika T1, T2, einer Eingangsanpassung D und einer Ausgangsanpassung M für den Frequenzumsetzer 12 sind jedoch ebenfalls zur Verwendung bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung geeignet.

Fig. 3A ist ein Signalflußgraph entsprechend der ersten Se rie von gemessenen Antworten, die durch den Empfänger R1 gemessen werden. Ein Prozessor (nicht gezeigt) entweder in nerhalb oder außerhalb des VNA erzeugt ein Korrekturarray aus der ersten Serie von gemessenen Antworten. Das Korrek turarray enthält die Quellenanpassung E_SF, die Richtwirkung E_DF, die Reflexionsverfolgung E_RF und die Lastanpassung E_LF. Aus der Verwendung von bekannten Signalflußgraphverfahren auf den Signalflußgraphen aus Fig. 3A wird eine Transmissi onsverfolgung (transmission tracking) E_TF gemäß der folgen den Beziehung abgeleitet:

E_TF = (S21_M1/(T1))/(1-M.E_LF-D.E_SF-E_SF.T1.T2.E_LF+E_SF.M.D.ELF),

wobei S21_M1 = b₂/a₁, der gemessene Vektorvorwärtstransmissi ons-S-Parameter des Referenzumsetzers 12.

Die FTD 2 wird in den Meßpfad 4 eingesetzt, wobei der Emp fänger R1 eine zweite Serie von Antworten auf das Reizsi gnal 3 mißt. Die Fig. 3B und 3C sind Signalflußgraphen ent sprechend der zweiten Serie von gemessenen Antworten. Der Prozessor wendet dann das erzeugte Korrekturarray an, um die zweite Serie von Antworten zu modifizieren, um eine Vektor- oder eine Betrag- und eine Phasencharakteristik der Meß-FTD 2 zu schaffen. Diese Charakteristika der FTD 2 um fassen Transmissionscharakteristika T1_FTD, T1_FTD, eine Ein gangsanpassung D_FTD und eine Ausgangsanpassung M_FTD. Es gibt verschiedene Alternativen für die Antworten, die in der zweiten Serie von Antworten enthalten sind.

Bei einer ersten Alternative, die den entsprechenden Si gnalfußgraphen aus Fig. 3B aufweist, umfaßt die zweite Se rie von Antworten einen gemessenen Vektorvorwärtstransmis sions-S-Parameter S21_M2 der FTD 2, wobei S21_M2 = b₂/a₁. Die Eingangsanpassung D_FTD, die Ausgangsanpassung M_FTD und die Transmissionscharakteristik T2_FTD der FTD 2 werden auf 0 eingestellt. Eine Verwendung des erzeugten Korrekturarrays zum Modifizieren der zweiten Serie von Antworten führt zu einer Vorwärtstransmissionsvektorantwort T1_FTD der FTD 2, wobei T2_FTD = S21_M2/E_TF. Die Transmissionsverfolgung E_TF ist wie vorne abgeleitet.

Bei einer zweiten Alternative, die den entsprechenden Si gnalflußgraphen aus Fig. 3B aufweist, umfaßt die zweite Se rie von Antworten den gemessenen Vektorvorwärtstransmissi ons-S-Parameter S21_M2 und einen gemessenen Vektorvorwärts reflexions-S-Parameter S12_M2 der FTD 2, wobei S11_M2 = b₁/a₁. Die Ausgangsanpassung M_FTD und die Transmissionscharakteri stik T2_FTD werden auf 0 eingestellt. Eine Verwendung des er zeugten Korrekturarrays zum Modifizieren der zweiten Serie von Antworten führt dann zu einer Vorwärtstransmissionscha rakteristik T1_FTD der FTD 2, wobei T1_FTD S21_M2/(E_TF((S11_M2-E_DF) E_SF/E_RF+1)). Bei einem typischen VNA erzeugt die Quelle S das Reizsignal 3 und weist auch die Fähigkeit auf, den Be trag und die Phase von reflektierten Signalen von der FTD 2 zu messen, so daß der Vorwärtsreflexions-S-Parameter S11_M2 ohne weiteres gemessen wird.

Bei einer dritten Alternative, die die entsprechenden Signalflußgraphen der Fig. 3B und 3C aufweist, umfaßt die zweite Serie von gemessenen Antworten den Vorwärtstransmis sions-S-Parameter S21_M2, den Vorwärtsreflexions-S-Parameter S11_M2 und einen gemessenen Vektorrückwärtsreflexions-S- Parameter S22_M2 der FTD 2, wobei S22_M2 = b₂/a₂, wobei b₂ und a₂ Signalflußgraphenausdrücke sind, wie in Fig. 3B gezeigt ist. Das Korrekturarray bei dieser Alternative nimmt eine vorbestimmte Rückwärtsquellenanpassung E_SR, Rückwärtstrans missionsverfolgung E_RR und Rückwärtsrichtwirkung E_DR der Quelle S auf. Das Korrekturarray nimmt auch eine vorbe stimmte Rückwärtslastanpassung E_LR des Empfängers R1 auf. Die Transmissionscharakteristik T2_FTD wird auf 0 einge stellt. Eine Verwendung des erzeugten Korrekturarrays zum Modifizieren der zweiten Serie von Antworten führt dann zu einer Vorwärtstransmissionscharakteristik T1_FTD der FTD 2, wobei T1_FTD = (1+((S22_M2-E_DR)/E_RR) (E_SR-E_LF)) (S21_M2/E_TF/ ((1+(S11_M2-E_DF) (E_SF/E_RF)) (1+(S22_M2-E_DR) (E_SR/E_RR))). Bei einem typischen VNA mißt der Empfänger R1 den Betrag und die Pha se von Ausgangssignalen von der FTD 2 und weist auch die Fähigkeit auf, einen Ausgangsreiz (nicht gezeigt) an die FTD 2 zu erzeugen, so daß der Rückwärtsreflexions-S- Parameter S22_M2 ohne weiteres gemessen wird.

Bei einer vierten Alternative, die die entsprechenden Si gnalflußgraphen der Fig. 3B und 3C aufweist, umfaßt die zweite Serie von gemessenen Antworten den Vorwärtstransmis sions-S-Parameter S21_M2, den Vorwärtsreflexions-S-Parameter S11_M2, den Rückwärtsreflexions-S-Parameter S22_M2 und einen gemessenen Vektorrückwärtstransmissions-S-Parameter S12_M2 der FTD 2, wobei S12_M2 = b₁/a₂, wobei b₁ und a₂ Signalfluß graphenausdrücke sind, wie in Fig. 3B gezeigt ist. Das Kor rekturarray bei dieser Alternative nimmt die vorbestimmte Rückwärtsquellenanpassung E_SR, Rückwärtstransmissionsver folgung E_RR und Rückwärtsrichtwirkung E_DR der Quelle S auf. Das Korrekturarray nimmt auch eine vorbestimmte Rückwärts lastanpassung E_LR des Empfängers R1 auf. Die erste Serie von Antworten bei dieser Alternative umfaßt einen gemesse nen Vektorrückwärtstransmissions-S-Parameter S12_M1 des Re ferenzumsetzers 12. Die Rückwärtstransmissionsverfolgung E_TR wird gemäß der folgenden Beziehung abgeleitet:

E_TR = (S12_M1/(T1))/(1-M.E_LR-D.E_SR-E_SR.T1.T2.E_LR+E_SR.M.D.E_LR)

Eine Verwendung des erzeugten Korrekturarrays zum Modifi zieren der zweiten Serie von Antworten führt dann zu einer Vorwärtstransmissionscharakteristik T1_FTD der FTD 2, wobei T1_FTD = (1+((S22_M2-E_DR)/E_RR) (E_SR-E_LF)) (S21_M2/E_TF)/((1+( (S11_M2-E_DF)/E_RF)E_SF) (1+((S22_M2-E_DR)/E_RR)E_SR)-(S21_M2S12_M2E_LFE_LR/(E_TF- E_TR))).

Zusätzliche Vektorcharakteristika der FTD 2, wie z. B. die Transmissionscharakteristik T2_FTD, die Eingangsanpassung D_FTD und die Ausgangsanpassung M_FTD, werden ohne weiteres aus der Verwendung des erzeugten Korrekturarrays zum Modifizieren der zweiten Serie von gemessenen Antworten unter Verwendung der folgenden bekannten Gleichungen unter diesen Ausdrücken und gemessenen Antworten extrahiert:

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er findung werden alternativ gemäß einem Verfahren zur Vektor charakterisierung einer FTD 2 implementiert. Bei einem er sten Schritt des Verfahrens wird ein Reizsignal 3 von der Quelle S erzeugt, die eine vorbestimmte Quellenanpassung E_SF, Reflexionsverfolgung E_RF und Richtwirkung E_DF aufweist. Bei einem zweiten Schritt wird eine erste Serie von Antwor ten eines Referenzumsetzers 12 auf das Reizsignal 3 gemes sen, wenn der Referenzumsetzer 12 zwischen die Quelle S und einen Empfänger R1 geschaltet wird, der eine vorbestimmte Lastanpassung E_LF, Amplitudenreferenz und Phasenkohärenzre ferenz aufweist. Bei einem dritten Schritt wird eine zweite Serie von Antworten der FTD 2 auf das Reizsignal 3 gemes sen, wenn die FTD 2 zwischen die Quelle S und den Empfänger R1 geschaltet ist. Der Referenzumsetzer 12 weist vorbe stimmte Transmissionscharakteristika T1, T2 und eine vorbe stimmte Eingangsanpassung D und Ausgangsanpassung M auf. Bei einem vierten Schritt wird ein Korrekturarray aus der ersten Serie von Antworten, den vorbestimmten Transmissi onscharakteristika T1, T2, der Eingangsanpassung D und der Ausgangsanpassung M, der Quellenanpassung E_SF, der Richt wirkung E_DF, der Reflexionsverfolgung E_RF und der Lastanpas sung E_LF erzeugt. Bei einem fünften Schritt wird das er zeugte Korrekturarray verwendet, um die zweite Serie von Antworten zu modifizieren, um die Vektorcharakteristika der FTD 2 zu liefern.

Einer oder mehrere der Flußgraphenausdrücke, die in den Fig. 3A bis 3C gezeigt sind, können aus dem Korrekturarray herausgenommen werden, wenn z. B. derartige Ausdrücke nicht angenommen werden, oder wenn derartige Ausdrücke wenig Ein fluß auf die Vektorcharakteristika der FTD 2 haben. Zusätz liche Fehlerkorrekturverfahren, wie z. B. diejenigen, die ein Übersprechen oder andere Fehler berücksichtigen, können in Verbindung mit dem System und dem Verfahren verwendet werden, die gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind.

Claims

1. Vektor-Reiz/Antwort-System (10; 20) zum Charakterisie ren einer Frequenzumsetzungsvorrichtung (FTD) (2), mit folgenden Merkmalen:
einer Quelle (S), die eine vorbestimmte Quellenanpas sung aufweist, die eine vorbestimmte Reflexionsverfol gung aufweist, und die eine vorbestimmte Richtwirkung aufweist und ein Reizsignal (3) erzeugt;
einem Empfänger (R1, R2), der eine vorbestimmte Last anpassung aufweist, der eine Amplitudenreferenz und eine Phasenkohärenzreferenz aufweist und eine erste Serie von Antworten eines Referenzumsetzers (12) auf das Reizsignal (3) mißt, wenn der Referenzumsetzer zwischen die Quelle (5) und den Empfänger geschaltet ist, wobei der Referenzumsetzer (12) vorbestimmte Transmissionscharakteristika, eine vorbestimmte Ein gangsanpassung und eine vorbestimmte Ausgangsanpassung aufweist, und wobei der Empfänger (R1, R2) eine zweite Serie von Antworten der FTD (2) auf das Reizsignal (3) mißt, wenn die FTD zwischen die Quelle (S) und den Empfänger geschaltet ist; und
einem Prozessor, der ein Korrekturarray aus der ersten Serie von Antworten und zumindest entweder den Trans missionscharakteristika, der Eingangsanpassung, der Ausgangsanpassung, der Quellenanpassung, der Richtwir kung, der Reflexionsverfolgung oder der Lastanpassung erzeugt, und der das erzeugte Korrekturarray verwen det, um die zweite Serie von Antworten zu modifizie ren, um Vektorcharakteristika der FTD (2) zu liefern.

2. System gemäß Anspruch 1, bei dem die Amplitudenrefe renz und die Phasenkohärenzreferenz durch einen Refe renzpfad, der parallel zu der Quelle (S) und dem Emp fänger (R1, R2) ist, geliefert werden.

3. System gemäß Anspruch 2, bei dem die Amplitudenrefe renz und die Phasenkohärenzreferenz durch einen Seri enreferenzpfad zwischen der Quelle (S) und dem Empfän ger (R1, R2) geliefert werden, wobei der Serienrefe renzpfad eine Komplementärfrequenzumsetzung bezüglich einer Frequenzumsetzung liefert, die durch den Refe renzumsetzer (12) oder die FTD (2) geliefert wird.

4. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Referenzumsetzer (12) reziprok ist.

5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Vektorcharakteristika der FTD (2) zumindest entweder die Vorwärtstransmissionscharakteristik der FTD, eine Rückwärtstransmissionscharakteristik der FTD, eine Eingangsanpassung der FTD oder eine Ausgangsanpassung der FTD umfassen.

6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die gemessene erste Serie von Antworten einen Vorwärt stransmissions-S-Parameter des Frequenzumsetzers (12) umfaßt, und bei dem ein Erzeugen des Korrekturarrays ein Ableiten einer Transmissionsverfolgung umfaßt.

7. System gemäß Anspruch 6, bei dem die gemessene zweite Serie von Antworten einen Vorwärtstransmissions-S- Parameter der FTD (2) umfaßt.

8. System gemäß Anspruch 7, bei dem die gemessene zweite Serie von Antworten ferner einen Vorwärtsreflexions-S- Parameter der FTD (2) umfaßt.

9. System gemäß Anspruch 8, bei dem die gemessene zweite Serie von Antworten ferner einen Rückwärtsreflexions- S-Parameter der FTD (2) umfaßt.

10. System gemäß Anspruch 9, bei dem die gemessene zweite Serie von Antworten ferner einen Rückwärtstransmissi ons-S-Parameter der FTD (2) umfaßt.

11. System gemäß Anspruch 10, bei dem die gemessene erste Serie von Antworten ferner einen Rückwärtstransmissi ons-S-Parameter des Referenzumsetzers (12) umfaßt, und bei dem ein Erzeugen des Korrekturarrays ferner ein Ableiten einer Rückwärtstransmissionsverfolgung um faßt.

12. Verfahren zur Vektorcharakterisierung einer Frequenz umsetzungsvorrichtung (FTD) (2), mit folgenden Schrit ten:
Erzeugen eines Reizsignals (3) von einer Quelle (S), die eine vorbestimmte Quellenanpassung, eine vorbe stimmte Reflexionsverfolgung und eine vorbestimmte Richtwirkung aufweist;
Messen einer ersten Serie von Antworten eines Refe renzumsetzers (12) auf das Reizsignal (3) mit einem Empfänger (R1, R2), der eine vorbestimmte Lastanpas sung aufweist, der eine Amplitudenreferenz und eine Phasenkohärenzreferenz aufweist, wenn der Referenzum setzer (12) zwischen die Quelle und den Empfänger ge schaltet ist, wobei der Referenzumsetzer vorbestimmte Transmissionscharakteristika, eine vorbestimmte Ein gangsanpassung und eine vorbestimmte Ausgangsanpassung aufweist;
Messen einer zweiten Serie von Antworten der FTD (2) mit dem Empfänger (R1, R2), wenn die FTD zwischen die Quelle (S) und den Empfänger geschaltet ist;
Erzeugen eines Korrekturarrays aus der ersten Serie von Antworten und zumindest entweder den Transmissi onscharakteristika und der Eingangsanpassung und der Ausgangsanpassung des Referenzumsetzers (12), der Quellenanpassung, der Richtwirkung und der Reflexions verfolgung oder der Lastanpassung; und
Verwenden des erzeugten Korrekturarrays, um die zweite Serie von Antworten zu modifizieren, um Vektorcharak teristika der FTD (2) zu liefern.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem der Referenzum setzer (12) reziprok ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem die Vek torcharakteristika der FTD (2) zumindest entweder die Vorwärtstransmissionscharakteristik der FTD, eine Rückwärtstransmissionscharakteristik der FTD, eine Eingangsanpassung der FTD oder eine Ausgangsanpassung der FTD (2) umfassen.

15. System gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die erste Serie von Antworten einen Vorwärtstransmis sions-S-Parameter des Referenzumsetzers (12) umfaßt, und bei dem ein Erzeugen des Korrekturarrays ein Ab leiten einer Transmissionsverfolgung umfaßt.

16. System gemäß Anspruch 15, bei dem die zweite Serie von Antworten einen Vorwärtstransmissions-S-Parameter der FTD (2) umfaßt.

17. System gemäß Anspruch 16, bei dem die zweite Serie von Antworten ferner einen Vorwärtsreflexions-S-Parameter der FTD (2) umfaßt.

18. System gemäß Anspruch 17, bei dem die zweite Serie von Antworten ferner einen Rückwärtsreflexions-S-Parameter der FTD (2) umfaßt.

19. System gemäß Anspruch 18, bei dem die zweite Serie von Antworten ferner einen Rückwärtstransmissions-S- Parameter der FTD (2) umfaßt.

20. System gemäß Anspruch 19, bei dem die erste Serie von Antworten ferner einen Rückwärtstransmissions-S- Parameter des Referenzumsetzers (12) umfaßt, und bei dem ein Erzeugen des Korrekturarrays ferner ein Ablei ten einer Rückwärtstransmissionsverfolgung umfaßt.