DE102011050217A1

DE102011050217A1 - Method for e.g. calibrating multi-port measuring support part e.g. radio frequency measuring base, in laboratory, involves determining sign of calibration parameter based on mechanical length of conductor of support part

Info

Publication number: DE102011050217A1
Application number: DE201110050217
Authority: DE
Inventors: Marcus Schramm; Jan-Steffen Schür; Michael Hrobak; Lorenz-Peter Schmidt
Original assignee: KONRAD GmbH; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Current assignee: KONRAD GmbH; Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-15

Abstract

The method involves determining a sign of a calibration parameter based on mechanical length of a conductor of a measuring support part (4) that do not use a through-connection and/or thru standard between terminal ports (1.1, 1.2). Relevant radio frequency (RF) properties of the measuring support part are measured according to 16-term error model, which is based on a specified mathematically formulated equation. The measuring support part is calibrated and/or characterized using a match standard (2), an open standard (3) and/or a short standard. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program comprising a set of instructions to execute a method for calibrating and/or characterizing a multi-port measuring support part (2) a computer program product comprising a set of instructions to execute a method for calibrating and/or characterizing a multi-port measuring support part (3) a data carrier comprising a set of instructions to execute a method for calibrating and/or characterizing a multi-port measuring support part (4) a hardware component for calibrating and/or characterizing a multi-port measuring support part (5) a device for calibrating and/or characterizing a multi-port measuring support part.

Description

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Mehrtors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt, einen Datenträger und eine Vorrichtung nach den nebengeordneten Ansprüchen. The invention relates to a method for calibrating a Mehrtors according to the preamble of claim 1 and a computer program, a computer program product, a data carrier and a device according to the independent claims.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

In Labor- und Testumgebungen werden bei der Arbeit mit elektrotechnischen Bauteilen häufig Messhalterungen verwendet, mit Hilfe welcher Messobjekte mit geeigneten Messsystemen verbunden werden. Um die Einflüsse solcher Messhalterungen aus den Messergebnissen zu eliminieren, ist es im Vorfeld von Messungen typischerweise notwendig, Kalibrierungen durchzuführen. Zusätzlich zur Kalibrierung ist zudem die Charakterisierung solcher Messhalterungen von Interesse, um elektrische Eigenschaften der Messhalterungen zu evaluieren. In laboratory and test environments, measuring fixtures are often used when working with electrotechnical components, with the aid of which measuring objects are connected with suitable measuring systems. In order to eliminate the effects of such measurement fixtures from the measurement results, it is typically necessary to perform calibrations prior to measurements. In addition to the calibration, the characterization of such measuring mounts is also of interest in order to evaluate the electrical properties of the measuring mounts.

Zur Kalibrierung von Messhalterungen ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Speziell Kalibrierverfahren, bei welchen auch ein Übersprechen evaluiert werden soll, haben jedoch alle den Nachteil, dass sie nicht ohne die Verwendung einer Durchverbindung zwischen den Messtoren der Messhalterungen auskommen, welche entweder bekannt sein muss oder als perfekt bzw. reflexionsfrei angenommen wird. In Messsituationen, wie sie bei industriellen Tests vorkommen, sind diese Bedingungen jedoch durch geometrische Randbedingungen nur äußerst schwer oder überhaupt nicht zu realisieren. Zudem gestaltet sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kalibrierverfahren die Berücksichtigung von Übersprechtermen sehr aufwändig. Weitere Probleme, die durch die bisher bekannten Kalibrierverfahren für Messhalterungen nur unbefriedigend gelöst werden, sind die Kalibrierungen von Messhalterungen mit festen Längen, vor allem bei Messhalterungen ohne koaxiale Anschlüsse. Auch die Möglichkeit, die aus dem Stand der Technik bekannten Kalibrierverfahren bei Messanordnungen mit differenzieller Leitungsführung einzusetzen, sind sehr begrenzt. For calibration of measuring mounts a variety of methods is known. However, especially calibration methods in which crosstalk is also to be evaluated, all have the disadvantage that they can not do without the use of a through connection between the measuring ports of the measuring mounts, which either must be known or is assumed to be perfect or reflection-free. In measuring situations, as they occur in industrial tests, these conditions are extremely difficult or impossible to realize due to geometric boundary conditions. In addition, in the case of the calibration methods known from the prior art, the consideration of crosstalk terms is very complicated. Other problems that are solved unsatisfactorily by the previously known calibration for Meßhalterungen are the calibrations of measuring mounts with fixed lengths, especially for measuring mounts without coaxial connections. The possibility of using the calibration methods known from the prior art in measuring arrangements with differential routing is also very limited.

Zur Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Messhalterungen wird häufig die Methode der direkten Vermessung genutzt. Mit Hilfe dieser Methode ist eine Erfassung der Transmissionseigenschaften der Messhalterung und des Übersprechens der einzelnen Anschlusspins der Messhalterung möglich. Nachteilig bei dieser Methode sind jedoch der hohe mechanische Aufwand, die Tatsache, dass später eingefügte elektronische Leiterplatten, so genannte printed-circuit-boards (PCBs), nicht erfasst werden können, dass der Einfluss der Messobjekt-Einbettung (DUT-Package) ebenfalls nicht erfasst wird und dass Mehrtorvermessungen schwer zu realisieren sind. Weiter ist es möglich, zur Charakterisierung von Messhalterungen Verfahren anzuwenden, welche auf die bekannten Kalibrierverfahren für Messhalterungen zurückgehen. Nachteilig bei der Verwendung solcher Verfahren ist jedoch, dass dann eine Erfassung des Übersprechens nicht möglich ist und dass zumeist nicht alle Pin-Konfigurationen berücksichtigt werden können. To characterize the electrical properties of measuring fixtures, the method of direct measurement is often used. With the help of this method it is possible to record the transmission properties of the measuring fixture and the crosstalk of the individual connection pins of the measuring fixture. A disadvantage of this method, however, the high mechanical complexity, the fact that later inserted electronic circuit boards, so-called printed circuit boards (PCBs), can not be detected that the influence of the measurement object embedding (DUT package) also not is detected and that Mehrtorvermessungen are difficult to implement. Furthermore, it is possible to use methods for the characterization of measuring fixtures, which are based on the known calibration methods for measuring fixtures. A disadvantage of using such methods, however, is that then detection of crosstalk is not possible and that in most cases not all pin configurations can be taken into account.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des o. g. Standes der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern, insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches eine optimale Kalibrierung und Charakterisierung von Messhalterungen ermöglicht. It is the object of the invention to overcome the disadvantages of the above-mentioned. It is an object of the invention to provide a method which enables an optimal calibration and characterization of measuring fixtures.

Die Erfindung wird durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst. Unabhängige Gegenstände der Erfindung sind ein Computerprogramm, ein Computerprogrammprodukt, ein Datenträger und eine Vorrichtung gemäss den nebengeordneten Ansprüchen. The invention is solved by a method according to claim 1. Independent objects of the invention are a computer program, a computer program product, a data carrier and a device according to the independent claims.

Die Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass bei der Kalibrierung von Messhalterungen eine einfache Kalibrierprozedur ermöglicht wird, welche keine Durchverbindung erfordert, welche eine differenzielle Kalibrierung ermöglicht und welche die Möglichkeit zum De-Embedding von Übersprechen bzw. zum Eliminieren von durch Übersprechen erzeugten Messfehlern bietet. Das Verfahren hat zudem den Vorteil, dass es eine Charakterisierung ermöglicht, mit Hilfe derer Übersprechen, der Einfluss von PCBs und der Einfluss von DUT-Packages erfasst werden können. Weiterhin sind bei einer Charakterisierung einer Messhalterung mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens Mehrtoranwendungen, beliebige Pin-Konfigurationen sowie Life-Cycle-Überwachungen möglich. Im Vergleich zu bekannten Verfahren wird beim erfindungsgemässen Verfahren der mechanische Aufwand deutlich reduziert. The invention has the advantage over the prior art that in the calibration of measuring fixtures a simple calibration procedure is made possible, which does not require a connection, which enables a differential calibration and which the possibility of de-embedding crosstalk or eliminating by crosstalk generated measurement errors. The method also has the advantage that it allows characterization, by means of which crosstalk, the influence of PCBs and the influence of DUT packages can be detected. Furthermore, in a characterization of a measuring fixture with the aid of the method according to the invention, multi-port applications, arbitrary pin configurations and life-cycle monitoring are possible. Compared to known methods, the mechanical complexity is significantly reduced in the inventive method.

Erfindungsgemäss ist ein Verfahren, insbesondere ein Verfahren der Hochfrequenztechnik, zur Kalibrierung und/oder Charakterisierung eines Mehrtors, insbesondere einer Messhalterung, vorgesehen, wobei bei dem Verfahren keine Durchverbindung bzw. kein Thru-Standard verwendet wird. Typischerweise umfasst das Verfahren mindestens die Schritte „Vermessung der Messhalterung mit einem Match-Open-Standard“, „Vermessung der Messhalterung mit einem Open-Short-Standard“, „Vermessung der Messhalterung mit einem Short-Open-Standard“ und „Berechnung von Kalibriergleichungen anhand von Ergebnissen der Vermessungen“. According to the invention, a method, in particular a method of high-frequency technology, is provided for calibrating and / or characterizing a multi-port, in particular a measuring mount, wherein no through-connection or no Thru standard is used in the method. Typically, the method includes at least the steps of "measuring mount with a match open standard", "measuring the mount with an open-short standard", "measuring the mount with a short-open standard" and "calculating calibration equations based on the results of the surveys ".

Ein vorteilhaftes Verfahren zur Kalibrierung und/oder Charakterisierung eines Mehrtors, insbesondere einer Messhalterung, ist dadurch gekennzeichnet, dass höchstens drei, bevorzugt genau drei Kalibrierstandards verwendet werden. Bei weiteren typischen erfindungsgemässen Verfahren werden mehr als drei Kalibrierstandards verwendet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn, bevorzugt ausschliesslich, ein Match-Open-Standard und ein Open-Short-Standard und ein Short-Open-Standard verwendet werden. An advantageous method for calibrating and / or characterizing a multi-port, in particular a measuring mount, is characterized in that at most three, preferably exactly three calibration standards are used. Other typical methods according to the invention use more than three calibration standards. It is particularly advantageous if, preferably exclusively, a match-open standard and an open-short standard and a short-open standard are used.

Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren wird das Vorzeichen eines Kalibrierparameters über die Kenntnis der mechanischen Länge einer Zuleitung ermittelt. Hierfür stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Eine Möglichkeit ist die Ausnutzung einer stetigen Phase und der Kenntnis der mechanischen Länge der Zuleitung. Aus dieser lässt sich bei niedrigen Frequenzen der zu erwartende Phasenwert berechnen. Diesem Wert folgend, wird die Vorzeichenwahl derart durchgeführt, dass eine stetige Phase beibehalten wird. In a particularly advantageous method, the sign of a calibration parameter is determined by knowing the mechanical length of a supply line. There are various options available for this. One possibility is the utilization of a continuous phase and the knowledge of the mechanical length of the supply line. From this, the expected phase value can be calculated at low frequencies. Following this value, the sign choice is made such that a steady phase is maintained.

Ein erfindungsgemässes Computerprogramm führt vorteilhafterweise zumindest Teile des erfindungsgemässen Verfahrens durch. A computer program according to the invention advantageously carries out at least parts of the method according to the invention.

Ein erfindungsgemässes Computerprogrammprodukt ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass es ein erfindungsgemässes Computerprogramm umfasst und/oder implementiert. A computer program product according to the invention is typically characterized in that it comprises and / or implements a computer program according to the invention.

Auf einen erfindungsgemässen Datenträger ist vorteilhafterweise ein erfindungsgemässes Computerprogramm und/oder ein erfindungsgemässes Computerprogrammprodukt gespeichert bzw. installiert. A computer program according to the invention and / or a computer program product according to the invention is advantageously stored or installed on a data carrier according to the invention.

Eine erfindungsgemässe Hardwarekomponente umfasst vorzugsweise eine elektronische Schaltung, welche geeignet ist, das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen. Die Implementierung der für das Verfahren nötigen Datenverarbeitung kann beispielsweise in einem FPGA (Field Programmabale Gate Array) oder einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder in einer anders gearteten geeigneten Hardwarekomponente durchgeführt werden. A hardware component according to the invention preferably comprises an electronic circuit which is suitable for carrying out the method according to the invention. The implementation of the data processing required for the method can be carried out, for example, in an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or in a different suitable hardware component.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Kalibrierung und/oder Charakterisierung eines Mehrtors, insbesondere einer Messhalterung, mit einem Netzwerkanalysator, mindestens einer Zuleitung und mindestens einem Anschlussport umfasst typischerweise keinen Thru-Standard bzw. keine Durchverbindung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung höchstens drei Kalibrierstandards, bevorzugt genau drei Kalibrierstandards umfasst. A device according to the invention for calibrating and / or characterizing a multi-port, in particular a measuring mount, with a network analyzer, at least one supply line and at least one connection port typically does not comprise a thru standard or no through-connection. It is particularly advantageous if the device comprises at most three calibration standards, preferably exactly three calibration standards.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung genau drei Kalibrierstandards, nämlich einen Match-Open-Standard, einen Open-Short-Standard und einen Short-Open-Standard; auch die Verwendung anderer Kalibrierstandards ist jedoch möglich. Zudem ist es möglich, mehr als drei Kalibrierstandards vorzusehen bzw. zu verwenden. In a preferred embodiment, the device comprises exactly three calibration standards, namely a match-open standard, an open-short standard and a short-open standard; however, the use of other calibration standards is also possible. In addition, it is possible to provide or use more than three calibration standards.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Mehrtor ein Zweitor ist. Das Mehrtor kann jedoch auch mehr als zwei Tore umfassen, wodurch es dann möglich wird, Verfahren zur Mehrtorkalibrierung zu realisieren, wodurch dann beispielsweise differenzielle Messungen durchgeführt werden können. It is particularly advantageous if the multi-port is a two-port. However, the multi-port can also comprise more than two ports, which then makes it possible to implement methods for multi-port calibration, whereby then, for example, differential measurements can be carried out.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist das Mehrtor oder Zweitor eine Messhalterung und/oder ein Messsockel. In particularly advantageous embodiments, the multi-port or two-port is a measuring mount and / or a measuring socket.

Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messhalterung eine feste Länge hat. Bei typischen Ausführungsformen hat die Messhalterung keine feste Länge, sondern genügt lediglich gewissen Voraussetzungen: Es müssen an den Eingängen der Messhalterung hinreichend ähnliche bzw. im Wesentlichen gleiche Reflexionsfaktoren vorliegen, es müssen die Reflexionsfaktoren in einer Ebene des DUTs hinreichend ähnlich bzw. im Wesentlichen gleich sein, die Transmissionseigenschaften der Anschlüsse müssen hinreichende Ähnlichkeit aufweisen bzw. im Wesentlichen gleich sein und es muss Reziprozität gewährleistet sein. A particularly advantageous device is characterized in that the measuring holder has a fixed length. In typical embodiments, the measuring fixture does not have a fixed length, but merely satisfies certain conditions: there must be sufficiently similar or essentially the same reflection factors at the inputs of the measuring fixture, the reflection factors in a plane of the DUT must be sufficiently similar or essentially the same , the transmission properties of the connections must be sufficiently similar or essentially the same and reciprocity must be guaranteed.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Zeichnungen kurz erläutert, wobei diese zeigen: In the following the invention will be briefly explained by means of drawings, in which:

1: schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Match-Open-Standard, 1 FIG. 2: schematic view of a device according to the invention with a match-open standard, FIG.

2: schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Open-Short-Standard, 2 FIG. 2: schematic view of an apparatus according to the invention with an open-short standard, FIG.

3: schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Short-Open-Standard und 3 : schematic view of an inventive device with a short-open standard and

4: Signalflussgraph zur Visualisierung der Vereinfachungen, welche im erfindungsgemässen Verfahren vorgenommen werden. 4 : Signal flow graph for visualizing the simplifications which are made in the method according to the invention.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung V.1 zur Kalibrierung und/oder Charakterisierung einer Messhalterung 4. An einem nicht näher gezeigten Netzwerkanalysator wird über zwei nicht näher gezeigte Zuleitungen mit Hilfe von zwei Anschluss-Ports 1.1 und 1.2 die zu kalibrierende bzw. zu charakterisierende Messhalterung 4 angeschlossen. Die Vorrichtung V.1 umfasst des Weiteren einen Match-Open-Standard, welcher modular aus einem Match-Standard 2 und einem Open-Standard 3 aufgebaut ist. 1 shows a schematic view of an inventive device V.1 for calibration and / or characterization of a measuring fixture 4 , On a network analyzer, not shown in more detail is two leads not shown in detail by means of two connection ports 1.1 and 1.2 the measuring fixture to be calibrated or characterized 4 connected. The device V.1 further comprises a match-open standard, which is modular from a match standard 2 and an open standard 3 is constructed.

Die 2 und 3 zeigen die erfindungsgemässen Vorrichtungen V.2 bzw. V.3. Die Vorrichtungen V.2 und V.3 entsprechen im Wesentlichen der in 1 gezeigten Vorrichtung V.1, jedoch umfasst die Vorrichtung V.2 anstelle des Match-Open-Standards einen Open-Short-Standard, welcher modular aus einem Open-Standard 3 und einem Short-Standard 5 aufgebaut ist. Die Vorrichtung V.3 in 3 umfasst demgegenüber einen Short-Open-Standard, welcher modular aus einem Short-Standard 5 und einem Open-Standard 3 aufgebaut ist. The 2 and 3 show the inventive devices V.2 and V.3. The devices V.2 and V.3 essentially correspond to those in 1 However, the device V.2 instead of the match-open standard comprises an open-short standard, which is modular from an open standard 3 and a short standard 5 is constructed. The device V.3 in 3 In contrast, includes a short-open standard, which is modular from a short standard 5 and an open standard 3 is constructed.

Es ist besonders hervorzuheben, dass keine der Vorrichtungen V.1 bis V.3 einen Thru-Standard umfasst. It is particularly noteworthy that none of the devices V.1 to V.3 comprises a Thru standard.

Bei einem erfindungsgemässen Verfahren zur Kalibrierung der Messhalterung 4 wird die Messhalterung 4 zuerst in der Vorrichtung V.1 vermessen. Anschliessend wird die Messhalterung 4 in der Vorrichtung V.2 vermessen. Danach wird die Messhalterung 4 in der Vorrichtung V.3 vermessen. Anschliessend werden anhand der Ergebnisse der drei Vermessungen die benötigten Kalibrierungsgleichungen berechnet. Hierbei wird ein Verfahren angewendet, welches auf dem 16-Term-Fehlermodell basiert. Das 16-Term-Fehlermodell erfasst alle relevanten Hochfrequenzeigenschaften eines Zweitors. Es kann aber auch auf Mehrtoranwendungen erweitert werden. Das hier angewandte Berechnungsverfahren, welches auf dem 16-Term-Fehlermodell basiert, kann ebenfalls auf Mehrtoranwendungen erweitert werden. In a method according to the invention for calibrating the measuring fixture 4 becomes the measuring fixture 4 first measured in the device V.1. Subsequently, the measuring holder 4 measured in the device V.2. After that the measuring fixture becomes 4 measured in the device V.3. Subsequently, the required calibration equations are calculated based on the results of the three surveys. Here, a method based on the 16-term error model is used. The 16-term error model captures all relevant high-frequency characteristics of a two-port. It can also be extended to multi-port applications. The calculation method used here, which is based on the 16-term error model, can also be extended to multi-port applications.

Beim erfindungsgemässen Verfahren werden am 16-Term-Fehlermodell vier Vereinfachungen vorgenommen. Diese Vereinfachungen sind Reziprozität, nahezu gleiche Reflexionsfaktoren an den Eingängen, nahezu gleiche Reflexionsfaktoren an den Ausgängen und nahezu Gleichheit aller direkten Transmissionspfade. In the method according to the invention, four simplifications are made on the 16-term error model. These simplifications are reciprocity, nearly equal reflection factors at the inputs, nearly equal reflection factors at the outputs and nearly equality of all direct transmission paths.

Wird das 16-Term-Fehlermodell mathematisch formuliert betrachtet, so kann die Gleichung (1) wie folgt formuliert werden: If the 16-term error model is considered mathematically formulated, equation (1) can be formulated as follows:

Dabei bestehen die Untermatrizen aus den S-Parametern (Streuparametern) des Fehlertores. Im Einzelnen lassen sich diese nach Gleichungen (2) bis (5) darstellen:

The sub-matrices consist of the S-parameters (scattering parameters) of the fault gate. In particular, these can be represented by equations (2) to (5):

Die so verbundenen 16 Parameter reduzieren sich zu sechs unterschiedlichen Parametern. Diese lassen sich somit zu den folgenden Untermatrizen zusammenfassen:

The 16 parameters connected in this way are reduced to six different parameters. These can thus be grouped into the following sub-matrixes:

In dem in 4 gezeigten Signalflussgraphen sind die zulaufenden Wellen mit a_i und die ablaufenden Wellen mit b_i bezeichnet. Es müssen an den Eingängen der Messhalterung hinreichend ähnliche Reflexionsfaktoren vorliegen. Daneben müssen beide Reflexionsfaktoren in der Ebene des DUTs hinreichend ähnlich sein (e₁₁ ≅ e₂₂). Ausserdem müssen die Transmissionseigenschaften der beiden Anschlüsse hinreichende Ähnlichkeit aufweisen und die Reziprozität muss gewährleistet sein (e₁₀ ≅ e₀₁ ≅ e₂₃ ≅ e₃₂). Zusammengefasst müssen alle Größen, die im Signalflussgraphen in 4 mit gleicher Linienart dargestellt sind, hinreichend ähnliche bzw. im Wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweisen. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, so wird eine Reduzierung der zu ermittelten Parameter von 16 auf 6 in der S-Parameter-Darstellung ermöglicht. In der linear-in-T-Form existieren 8 verschiedene Terme, wovon 7 linear unabhängig sind. Es wird somit eine Reduzierung der zu bestimmenden Parameter eingeführt. In the in 4 Signal flow graphs shown are the incoming waves with a _i and the outgoing waves designated b _i . There must be sufficiently similar reflection factors at the inputs of the measuring fixture. In addition, both reflection factors must be sufficiently similar in the plane of the DUT (e ₁₁ ≅ e ₂₂ ). In addition, the transmission properties of the two connections must be sufficiently similar and the reciprocity must be ensured (e ₁₀ ≅ e ₀₁ ≅ e ₂₃ ≅ e ₃₂ ). In summary, all the quantities that are in the signal flow graph in 4 are shown with the same line type, have sufficiently similar or substantially the same properties. If these conditions are fulfilled, a reduction of the parameters to be determined from 16 to 6 in the S-parameter representation is made possible. There are 8 different terms in the linear-in-T form, of which 7 are linearly independent. Thus, a reduction of the parameters to be determined is introduced.

Die linear-in-T-Form ist durch den in Gleichung (10) beschriebenen Zusammenhang der hin- und ablaufenden komplexen Wellengrößen a_i bzw. b_i definiert. Das Kalibrierproblem lässt sich mit diesem Ansatz nach Gleichung (11) beschreiben, in der die Parameter (Vektor t), welche es zu bestimmen gilt, lediglich linear in das Problem eingehen. Durch diesen Sachverhalt leitet sich auch die Bezeichnung ab. Die Matrix A setzt sich dabei aus den Messwerten und den Kenntnissen über die verwendeten Standards zusammen.

A·t = 0 (11)

The linear-in-T shape is defined by the relationship of the reciprocal complex wave quantities a _i and b _i described in equation (10). The calibration problem can be described with this approach according to equation (11), in which the parameters (vector t), which are to be determined, enter the problem only linearly. Due to this fact, the name derives from. The matrix A consists of the measured values and the knowledge about the used standards.

A · t = 0 (11)

Werden die Matrizen in die für die Kalibrierung vorteilhafte linear-in-T-Form überführt, so entstehen sieben unterschiedliche Parameter. Dabei werden die Umrechnungsgleichungen (12) bis (15) verwendet: T₁ = E₂ – E₁E –1 / 1E₄ T₂ = E₁E –1 / 3 T₃ = –E –1 / 3E₄ T₄ = E –1 / 3 (12–15) If the matrices are converted into the linear-in-T form which is advantageous for the calibration, seven different parameters result. The conversion equations (12) to (15) are used: T ₁ = E ₂ - E ₁ E -1 / 1E ₄ T ₂ = E ₁ E 1/3 T ₃ = -E -1 / 3E ₄ T ₄ = E -1 / 3 (12-15)

Mit diesen neu generierten Matrizen lässt sich das Gleichungssystem, das zur Bestimmung der Parameter der Messhalterung 4 gelöst werden muss, aufstellen. With these newly generated matrices, the equation system can be used to determine the parameters of the measuring fixture 4 has to be solved.

Ein für das Lösen nötiger Satz an Gleichungen kann nun unter Verwendung der Ergebnisse der drei Vermessungen der Messhalterung 4 generiert werden. Das so entstehende Gleichungssystem, für den Fall einer Messhalterung mit zwei Anschlüssen, ist in Gleichung (16) dargestellt:

A set of equations necessary for solving can now be determined using the results of the three measurements of the measurement fixture 4 to be generated. The resulting system of equations, in the case of a two-terminal mount, is shown in Equation (16):

Dabei beschreiben die Ausdrücke mit SmXY_ij die gemessenen S-Parameter, und die Variablen M, S und O die als bekannt vorausgesetzten Kalibrierstandards. The expressions with SmXY _{ij describe} the measured S-parameters, and the variables M, S and O the calibration standards that are assumed to be known.

Das Ergebnis des Gleichungssystems (16) bestimmt alle Parameter in Abhängigkeit eines frei gewählten Fehlertorparameters, beispielsweise t₇. Um nun in der Lage zu sein, alle Fehlertorparameter korrekt nach Betrag und Phase bestimmen zu können, kann aus dem Zusammenhang (17) eine Bestimmungsgleichung für t₇ abgeleitet werden. Hierfür wird ausgenutzt, dass der Parameter zunächst willkürlich zu 1 gewählt wurde.

The result of the equation system (16) determines all parameters as a function of a freely selected error gate parameter, for example t ₇ . In order to be able to correctly determine all error gate parameters according to magnitude and phase, a determination equation for t ₇ can be derived from the context (17). For this purpose, it is exploited that the parameter was initially arbitrarily set to 1.

Unter zu Hilfenahme der Zusammenhänge, die sich bei der Transformation ergeben, kann der Parameter t₇ bis auf das Vorzeichen nach Gleichung (18) bestimmt werden:

With the help of the relationships which result in the transformation, the parameter t ₇ can be determined except for the sign according to equation (18):

Das korrekte Vorzeichen kann dann beispielsweise über die Kenntnis der mechanischen Länge der Zuleitungen ermittelt werden. The correct sign can then be determined, for example, by knowing the mechanical length of the supply lines.

Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr wird der Schutzumfang durch die Patentansprüche bestimmt.

Bezugszeichenliste

1.1, 1.2 Anschlussport 2 Match-Standard 3 Open-Standard 4 Messhalterung 5 Short-Standard V.1, V.2, V.3 Vorrichtung

The invention is not limited to the embodiment described here, but the scope of protection is determined by the claims.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1 . 1.2

connection port

2 Match-Standard 3 Open-Standard 4

measuring support

5 Short-Standard V.1, V.2, V.3 contraption

Claims

Method for calibrating and / or characterizing a multi-port, in particular a measuring mount ( 4 ), characterized in that no through-connection and / or no Thru standard is used.

A method according to claim 1, characterized in that a match-open standard and / or an open-short standard and / or a short-open standard are used.

A method according to claim 2, characterized in that a sign of a calibration parameter is determined by a knowledge of a mechanical length of a supply line.

Computer program for carrying out the method according to one of the preceding claims.

Computer program product, characterized in that it comprises and / or implements a computer program according to claim 4.

Data carrier, characterized in that a computer program and / or computer program product according to one of claims 4 or 5 is stored on it.

Hardware component characterized by an electronic circuit adapted to carry out the method according to one of claims 1 to 3.

Device (V.1, V.2, V.3) for calibrating and / or characterizing a multi-port, in particular a measuring mount ( 4 ), with a network analyzer, at least one supply line and at least one connection port ( 1.1 . 1.2 ), characterized in that the device (V.1, V.2, V.3) comprises no Thru standard and / or no through-connection.

Device (V.1, V.2, V.3) according to claim 8, characterized in that the device (V.1, V.2, V.3) a match-open standard, an open-short standard and a short-open standard.

Device (V.1, V.2, V.3) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the multi-port is a two-port.

Device (V.1, V.2, V.3) according to one of the claims 10, characterized in that the two-port device comprises a measuring holder ( 4 ) and / or a measuring socket.

Device (V.1, V.2, V.3) according to claim 11, characterized in that the measuring holder ( 4 ) has a fixed length.