DE4332273A1 - Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators laut Oberbegriff des Haupt­ anspruches.

Die Meßgenauigkeit von Netzwerkanalysatoren läßt sich durch Systemfehlerkorrekturen erheblich verbessern. Diese Systemfehler-Korrekturwerte werden durch Kalibrier­ messungen gewonnen, die derartig realisiert werden, daß zwischen die beiden von außen zugänglichen Meßtore des Netzwerkanalysators anstelle des Meßobjekts nacheinander mehrere Kalibrierstandards angeschlossen werden, an denen die Transmissions- und Reflexions-Parameter gemessen werden. Die bisher üblichen Kalibriermeßverfahren basieren auf einem vereinfachten sogenannten Zwei-Fehler-Zweitor­ modell (beispielsweise nach DE-OS 39 12 795).

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines üblichen Netzwerkanalysators (beispielsweise Netzwerkanalysator ZPV-Z5 der Firma Rohde & Schwarz), bei dem über ein Dreitor 2, beispielsweise einen Umschalter, zwei getrennte Meßzweige 12 und 13 aus einem Hochfrequenzgenerator 1 , der in einem vorgegebenen Frequenzbereich durchstimmbar ist, gespeist sind. Die beiden wechselweise anschaltbaren Meßzweige 12 und 13 führen zu Viertoren 4 und 5, die als Meßbrücken oder Richtkoppler ausgebildet sind und mit denen Signaldetektoren 8, 9 bzw. 10, 11 verbunden sind, mittels welcher Spannungsmessungen nach Betrag und Phase durchführbar sind. Diese Signaldetektoren können fehlangepaßt sein. Mit den Viertoren 4 und 5 sind außerdem Meßtore 6 und 7 verbunden, zwischen welchen ein Zweitor 3 als Meßobjekt einschaltbar ist. Über die Signaldetektoren 8, 9 und 10, 11 können so an einem zwischengeschalteten Meßobjekt 3 an dessen Eingang und Ausgang jeweils die komplexen Reflexionsfaktoren S₁₁ und S₂₂ gemessen werden und ebenso die komplexen Transmissionsfaktoren S₁₂ und S₂₁ in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Durch diese vier gemessenen komplexen Streuparameter S₁₁, S₂₂, S₁₂ und S₂₁ ist damit für jede Frequenz ein lineares Zweitor vollständig beschrieben und es können aus diesen Werten alle weiteren interessierenden Meßgrößen bestimmt werden.

Nach dem sogenannten Zwei-Fehler-Zweitormodell werden zum Kalibrieren anstelle des Meßobjektes 3 nacheinander mehrere Kalibrierstandards zwischen die Meßtore 6 und 7 geschaltet und damit jeweils wieder die Streuparameter ermittelt, aus denen dann die Korrekturwerte berechnet werden, die in einem Speicher im Netzwerkanalysator abgespeichert und bei anschließenden Objektmessungen entsprechend berücksichtigt werden.

Dieses bekannte Fehlermodell für übliche Zweitorkali­ brierung ist jedoch unvollständig, es berücksichtigt nicht eventuelle Verkopplungen zwischen den Bauelementen eines zu vermessenden Meßobjektes. Beim Vermessen von sogenannten On-Wafer-Netzwerken (auf Halbleitersubstraten aufgebaute aktive oder passive Netzwerkschaltungen) ist es beispielsweise erforderlich, auch die Verkopplung der Schaltungsteile, die zwischen den Meßtoren des Netzwerkanalysators und dem eigentlichen Meßobjekt (beispielsweise einem Transistor der Halbleiterschaltung) bestehen, mit in die Kalibriermessung einzubeziehen. Dieses allgemeine Kalibrierproblem für das Gesamtfehler­ modell ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, die nicht zu vernachlässigenden Verkopplungen zwischen den Bau­ elementen des Meßobjektes und den von außen zugänglichen Meßtoren 6 und 7 des Netzwerkanalysators ist hier als undefinierter Freiraum dargestellt, der gemäß Fig. 3 als zwischen dem Meßobjekt 3 und den Meßtoren 6 und 7 geschaltetes Fehlernetzwerk C schaltungstechnisch dar­ gestellt werden kann.

Die Theorie zur Lösung dieses Kalibrierproblems ist bekannt (SPECIALE, R.A., A Generalization of the TSD Networkanalyzer Calibration Procedure, Covering n-Port Scattering-Parameter Measurements, Affected by Leakage Errors, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-25, Dec 1977, pp. 1100-1115). Aufbauend auf dieser Theorie wurde auch schon versucht, mit vier aufeinanderfolgenden Kalibriermessungen dieses Kalibrierproblem zu lösen (HEWLETT PACKARD, 16-Term Error Model and Calibration Procedure for On-Wafer Network Analysis Measurements, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-39, Dec. 1991, pp. 2211-2217). Als erster Kalibrierstandard wird eine direkte Verbindung der beiden Meßtore benutzt (Through), als zweite Kali­ briermessung wird ein reflexionsfreier Abschlußwiderstand gleichzeitig an die beiden Meßtore angeschaltet (soge­ nannte Doppeleintor-Kalibriermessung Match-Match), als dritte Kalibriermessung wurde am einen Meßtor ein Leerlauf und am anderen Meßtor ein Kurzschluß durchgeführt (Doppeleintormessung Open-Short) und als vierte Kali­ briermessung wurde schließlich in umgekehrter Reihenfolge ein Kurzschluß an dem ersten Meßtor und ein Leerlauf am zweiten Meßtor durchgeführt (Doppeleintormessung Short-Open). Dieses bekannte sogenannte 16-Term-Kali­ brierverfahren löst jedoch dieses Kalibrierproblem noch nicht vollständig, da mit den aufeinanderfolgenden vier Kalibriermessungen zur Fehlerberechnung nur 16 Gleichungen aufgestellt werden können, von denen einige voneinander abhängig sind, so daß insgesamt höchstens 14 unabhängige Gleichungen zur Verfügung stehen, mit denen das Problem nicht lösbar ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine prinzipiell exakte Lösung des eingangs erwähnten allgemeinen Kalibrierproblems mit geringem Rechenaufwand möglich ist, und das insbesondere auch für On-Wafer-Messungen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Kalibrierverfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden nicht nur vier Kalibriermessungen, sondern mindestens fünf aufeinander­ folgende Kalibriermessungen durchgeführt, dadurch können insgesamt 20 Gleichungen aufgestellt werden, von denen mindestens 15 voneinander unabhängig sind, so daß das eingangs erwähnte Kalibrierproblem prinzipiell exakt gelöst wird und damit für die Praxis ein einfaches Verfahren für die Ermittlung der Korrekturkoeffizienten für das Gesamtkalibriermodell solcher Netzwerkanalysatoren zur Verfügung steht. Damit können beispielsweise auch On-Wafer-Messungen erstmals mit hoher Transmissionsdynamik durchgeführt werden, die erforderliche Rechenzeit ist vernachlässigbar gering. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insgesamt 15 Korrekturkoeffizienten berechnet werden, wird es als 15-Term-Kalibrierverfahren bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 ist besonders gut geeignet zum Messen von On-Wafer-Netzwerken (MMIC). Für solche Messungen sind die Meßtore 6 und 7 des Netzwerkanalysators gemäß Fig. 4 als schmale Meßspitzen 16 und 17 ausgeführt, die beim Messen eines Meßobjektes in einem extrem geringen Abstand von nur einigen µm angeordnet sind. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die vier Kontaktstellen 16′, 16′′, 17′, 17′′ der Meßspitzen 16 und 17 mit den Leiterbahnen des Halbleitersubstrats sehr eng nebeneinander liegen und daher stark miteinander verkoppelt sind, hierdurch wird die Meßdynamik für Reflexions- und Transmissions-Messungen auf ca. 20 dB eingeschränkt. Bei üblichen koaxialen Meßbuchsen der Meßtore 6 und 7 wird dagegen eine 60 dB Dynamik für Reflexionsmessungen und eine 100 dB Dynamik für Transmissionsmessungen erreicht. Wird dagegen gemäß der Erfindung diese Verkopplung durch das Fehlernetzwerk C gemäß Fig. 3 ermittelt, so können damit auch die Streu­ parameter eines solchen unzugänglichen Meßobjektes aus den gewonnen Meßwerten exakt berechnet werden und auch bei On-Wafer-Messungen eine große Dynamik erreicht.

Dieses erfindungsgemäße 15-Term-Kalibrierverfahren kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch rein rechnerisch zum Optimieren des Übertragungsverhaltens einer komplexen elektrischen Gesamtschaltung gemäß Unteranspruch 5 benutzt werden, dabei werden rein rechnerisch wieder die Verfahrensschritte nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 angewendet, in diesem Fall aber nur numerisch in einem Rechner. Aus diesen so rechnerisch gewonnenen Werten werden wieder insgesamt 15 Kennwerte gewonnen, die den Korrekturwerten des Kalibrierverfahrens entsprechen. Auf diese Weise kann eine Teilschaltung einer komplexen elektronischen Gesamtschaltung, die bezüglich des Übertragungsverhaltens der Gesamtschaltung optimiert werden soll, auf sehr einfache Weise berechnet werden, es sind nur fünf einzelne Rechenschritte anhand der rechnerisch eingesetzten Kalibrierstandards nötig, aus diesen so gewonnenen fünf Rechenwerten können dann wieder insgesamt 15 Kennwerte berechnet werden, durch die damit die restliche Gesamtschaltung (ohne zu optimierender Teilschaltung) mit allen Parametern genau definiert ist. Anschließend ist es dann nur noch nötig, anstelle der Kalibrierstandards wieder verschiedene Streuparameter der in die Gesamtschaltung einzubauenden Teilschaltung in die Rechnung einzusetzen und mit den die restliche Gesamtschaltung genau definierenden Kennwerten das Übertragungsverhalten der Gesamtschaltung zu berechnen, durch Verändern dieser Streuparameter der Teilschaltung können dann diejenigen Streuparameterwerte ermittelt werden, durch welche das gewünschte Optimum des Übertragungsverhaltens der Gesamtschaltung erreicht wird. Aus diesen Streuparametern der Teilschaltung kann die Teilschaltung dann sehr einfach in bekannter Weise schaltungstechnisch mit den gewünschten rechnerisch ermittelten Eigenschaften realisiert werden. Diese Berechnung kann sehr schnell durchgeführt werden, für die aufeinanderfolgenden rechnerischen Änderungen der Streuparameter der Teilschaltung sind nur ms erforderlich, dieses erfindungsgemäße Optimierungsverfahren ist daher wesentlich schneller als die bisher üblichen Analyse­ verfahren, bei denen mit einem Großrechner die Gesamt­ schaltung mit all ihren Parametern verändert wird, wozu oft mehrere Stunden Rechenzeit nötig sind.

Die Ausgangsbasis für die mathematische Beschreibung des 15-Term-Kalibrierverfahrens bildet das Fehlermodell nach Fig. 3. Der Einfachheit halber wird die mathematische Herleitung nur für den in der Praxis interessantesten Fall der Vermessung von Zweitoren durchgeführt. Die Verallgemeinerung dieser Vorgehensweise zu beliebig vielen n-Toren kann auf dieselbe Art und Weise durchgeführt werden, das erfindungsgemäße Verfahren ist also nicht nur zum Kalibrieren von Netzwerkanalysatoren mit zwei Meßtoren geeignet, sondern auch für solche, die bei­ spielsweise drei, vier oder mehr Meßtore aufweisen.

Es ist vorteilhaft, die mathematische Formulierung des Vollmodells in Transmissionsparametern anzusetzen:

Zerlegt man die 4 _* 4 Matrix [C] in vier 2 _* 2 Matrizen, dann gilt mit

für Gleichung 3:

Für das Meßobjekt gilt folgender Zusammenhang in Streuparametern:

Setzt man die Matrixgleichungen 5 und 6 in die Gleichung 7 ein, so erhält man letzt­ lich:

wobei gilt

[SB] = [S][B]  [SF] = [S][F] (9)

Ausmultipliziert ergibt sich beispielsweise für [SB]:

Mit der Gleichung 8 stehen zwei Bestimmungsgleichungen für einen Doppeleintor- oder Zweitorkalibrierstandard für eine Schalterstellung zur Verfügung.

A₁₁a₁ = A₁₂a₂ = E₁₁b₁ = E₁₂b₂ - SB₁₁b₁ - SB₁₂b₂ - SF₁₁a₁ - SF₁₂a₂ = 0 (11)

A₂₁a₁ + A₂₂a₂ + E₂₁b₁ + E₂₂b₂ - SB₂₁b₁ - SB₂₂b₂ - SF₂₁a₁ - SF₂₂a₂ = 0 (12)

Die zweite Schalterstellung liefert zusätzlich zwei weitere Gleichungen.

Man kann leicht nachvollziehen, daß in jeder Bestimmungsgleichung nur ein Refle­ xionswert (S₁₁ oder S₂₂) enthalten ist. Diese Tatsache ist der Schlüssel für die TMXU- Kalibrierverfahren. Eine Kalibriermessung mit einem vollständig bekannten Doppel­ eintor (das besteht aus zwei Eintoren, die als Zweitor ohne Transmission betrachtet werden) liefert in der Regel vier brauchbare Gleichungen. Hingegen liefert eine Mes­ sung mit einem bekannten und einem unbekannten Eintorkalibrierstandard nur zwei Gleichungen, nämlich die zwei Gleichungen, in denen der Reflexionsfaktor des bekann­ ten Standards enthalten ist.

Um für ein beliebiges Zweitor von Systemfehlern korrigierte Werte zu erhalten, benötigt man nur 15 Gleichungen, da eine Größe des Fehlernetzwerkes auf einen be­ liebigen endlichen Wert festgelegt werden kann. Dieses wird nach der Einführung der Korrekturrechnung bewiesen.

Durch die Festlegung einer Größe des Fehlernetzwerkes verfügt man über ein lineares inhomogenes Gleichungssystem (Matrixgleichung 13, basierend auf Gleichung 8) für die restlichen 15 Fehlergrößen, welches einfach über die Invertierung der 15 _* 15 Matrix (MX), die sich aus Meßwerten und den Größen der Kalibrierobjekte zusammensetzen, zu lösen ist.

Somit könnte man meinen, daß man vier Kalibriermessungen mit vollständig be­ kannten Zwei- oder Doppeleintoren zur Bestimmung der fünfzehn unbekannten Feh­ lernetzwerkkoeffizienten benötigt.

Daß jedoch fünf Kalibriermessungen nötig sind, liegt daran, daß abhängige Gleichun­ gen auftreten.

Eine Untersuchung des Ranges des Kalibriergleichungssystems brachte hervor, daß man entweder fünf Messungen mit drei bzw. vier vollständig bekannten Kalibrierstan­ dards (TMS, TMO, TMSO) oder sechs bzw. sieben Messungen mit drei bekannten Standards (TMSU, TMOU) braucht.

In der Tabelle 3 sind alle notwendigen Zwei- und Doppeleintorkalibrierstandardkom­ binationen der drei Kalibrierverfahren dargestellt. Bei dem TMSO-Verfahren wären alle fünf Standardkombinationen auch durch vollständig bekannte Zweitorkalibrier­ standards (z. B. sogenannte Transferstandards) ersetzbar.

Hat man nunmehr die Fehlergrößen ermittelt, so möchte man mit diesen die Meßwerte eines beliebigen Meßobjektes von Fehlanpassungen, Übersprechern und ähnlichen Meßfehlern befreien. Dieser Teil wird bei der Systemfehlerkorrektur allgemein als Korrekturrechnung bezeichnet.

Diese Korrekturrechnung wird im Gegensatz zur Berechnung der Fehlergrößen sehr häufig durchgeführt und sollte deshalb kurz sein.

Die Herleitung dieser Korrekturrechnung basiert auf der Vereinigung der Gleichung 8 für die erste und zweite Stellung des Schalters bei der Vermessung des unbekannten Objektes:

[A][M_a] + [E][M_b] = [S_x]([B][M_b] + [F][M_a]) (14)

mit den Meßwertmatrizen

Die Gleichung 14 läßt sich nach den gesuchten Streuparametern ([S_x]) umstellen:

[S_x] = ([A][M_a] + [E][M_b])([B][M_b] + [F][M_a])^-1 (16)

Wenn man in der Gleichung 15 alle Fehlergrößen der vier Fehlermatrizen [A], [E], [B] und [F] beispielsweise auf A₁₁ bezieht, so erkennt man, daß sich dieses A₁₁ in der Korrekturgleichung 16 auf Grund der Invertierung herauskürzt.

Mit der Gleichung 16 steht nunmehr eine Korrekturrechnungsmöglichkeit zur Verfügung, in der nur mit 2_*2-Matrizen operiert wird. Deshalb ist diese Rechnung im Vergleich zur Berechnung der Fehlergrößen (Inversion einer 15_*15-Matrix) ausgespro­ chen kurz. Sie ist bezüglich des Rechenzeitaufwandes mit anderen Korrekturrechnun­ gen anderer Verfahren vergleichbar.

Interressant an der Gleichung 16 ist, daß nur eine Inversion (und somit nur ein mögli­ ches Singularitätsproblem) einer 2_*2-Matrix, deren Elemente auf Grund ihrer Komple­ xität sehr wahrscheinlich ungleich Null sind, auftritt.

Fig. 5 zeigt in einer Tabelle die verschiedenen Möglich­ keiten für die Kalibriermessung mit mindestens fünf, teilweise sogar sechs oder sieben Kalibrierstandards T, M, S, O bzw. U, wobei
T ein Zweitor ist, von dem sämtliche komplexen Streu­ parameter bekannt sind. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine direkte Verbindung der beiden Meßtore 6 und 7 des Netzwerkanalysators.
M ist ein Eintor bekannter Reflexion,
S ist ein Kurzschluß,
O ist ein Leerlauf und
U ein Eintor beliebiger unbekannter Reflexion.

Die Doppelbuchstaben MM, SS, OO oder SO usw. bezeichnen hierbei jeweils ein sogenanntes Doppeleintor-Kalibrier­ standard, mit dem nacheinander an den beiden Meßtoren 6 und 7 die jeweils bezeichneten Eintormessungen (z. B. M, S, O oder dergleichen) als eine Kalibriermessung durchgeführt werden.

Fig. 6 zeigt die verschiedenen Grundschaltungen für das Kalibrierverfahren nach Anspruch 2, die hier als Zweitore dargestellten Kalibrierstandards werden durch Impedanzelemente gebildet, die in Form von konzentrierten Bau­ elementen realisiert sind, Fig. 7 zeigt in einer Tabelle einige Möglichkeiten, wie in beispielsweise fünf auf­ einanderfolgenden Kalibriermessungen mit solchen Kali­ brierstandards nach Fig. 6 in beliebiger Kombination nacheinander mindestens fünf Kalibriermessungen durch­ geführt werden können, die Tabelle nach Fig. 7 ist nur ein Ausschnitt aus einer Vielzahl von solchen Kombina­ tionsmöglichkeiten. Bei der Impedanzschaltung Z nach Fig. 6 handelt es sich um ein einfaches Zweitor, bei dem zwischen dem Eingang e und dem Ausgang a ein belie­ biges aber bekanntes Impedanzelement B in Reihe geschaltet ist, bei dem Kalibrierstandard Y ist parallel zum Ein­ gang e und Ausgang a des Zweitores ein Impedanzelement P parallel geschaltet, der Kalibrierstandard ZY besteht aus einer üblichen L-Schaltung mit einem Serien-Impe­ danzelement B und einem parallel zum Ausgang a angeord­ neten Parallel-Impedanzelement P, der Kalibrierstandard YZ ist in umgekehrter Weise mit einem Serienwiderstand B und einem parallel zum Eingang angeordneten Pa­ rallelimpedanzelement P aufgebaut, der Kalibrierstandard ZYZ ist als π-Schaltung realisiert mit zwei in Reihe geschalteten Impedanzelementen B1 und B2 und einem dazwischen angeordneten Parallel-Impedanzelement P während der sechste Kalibrierstandard YZY als P-Schaltung ausgebildet ist mit einem Serien-Impedanzelement B sowie am Ein- und Ausgang parallelgeschalteten Parallelimpe­ danzelementen P1 bzw. P2.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel für das Verfahren zum Optimieren des Übertragungsverhaltens einer komplexen elektrischen Gesamtschaltung G zwischen deren Eingang E und deren Ausgang A, dabei kann es sich beispielsweise um einen Satellitenempfänger im 10 GHz-Bereich handeln. Innerhalb dieser komplexen Gesamtschaltung G ist ein Verstärker V eingebaut, der durch ein seinem Eingang zugeordnetes Transformationsnetzwerk F an die Restschaltung so angepaßt werden soll, daß ein vorbestimmtes Übertragungsverhalten zwischen Eingang E und Ausgang A der Gesamtschaltung erreicht wird. Der Verstärker V ist in eine sehr komplexe Gesamtschaltung G eingebunden, in welcher über den Frei­ raum eine Vielzahl von Schaltungskomponenten miteinander verkoppelt sind. Die Berechnung der Ausgangsgröße am Ausgang A bei gegebener Eingangsgröße am Eingang E mit Hilfe eines Großrechners würde je nach Komplexitätsgrad der Gesamtschaltung mehrere Stunden dauern. Gemäß der Erfindung erfolgt die Berechnung dagegen nur mit fünf aufeinanderfolgenden Kalibrierstandards, die anstelle des Transformationsnetzwerkes F in eine Gesamtberechnung der Gesamtschaltung G einbezogen werden, die Kalibrier­ standards werden also nicht körperlich wie beim Kali­ briermeßverfahren eines Netzwerkanalysators nach der vorhergehenden Beschreibung angeschlossen, sondern ihre bekannten Streuparameter werden nur rechnerisch ent­ sprechend berücksichtigt. Auf diese Weise werden nach­ einander in einem relativ kurzen Rechenvorgang mit nur fünf Kalibrierstandards deren Parameter berechnet, aus denen dann insgesamt 15 Gleichungen für die restliche Gesamtschaltung G berechnet werden können, durch die diese restliche Gesamtschaltung G dann genau definiert ist. Als Kalibrierstandards können wieder entweder die nach Fig. 5 oder nach Fig. 6 und 7 benutzt werden oder wieder solche nach Fig. 5 jedoch mit Ersatz der dort aufgeführten Doppeleintore (z. B. MM, SS oder dergleichen) durch ein beliebiges Impedanzelement nach den Fig. 6 und 7.

Nach Berechnung der komplexen Restgrundschaltung G als Netzwerk mit 15 Termen ist diese exakt bestimmt und es kann dann anschließend anstelle eines aufwendigen numerischen Analyseprogramms mit den 15 ermittelten Parametern mit einer einfachen Rechnung die Ausgangsgröße A in Abhängigkeit von der Eingangsgröße E für beliebig in die Rechnung eingesetzte Streuparameter eines belie­ bigen Transformationsnetzwerkes F innerhalb von ms berechnet werden, die Streuparameter des so rechnerisch eingesetzten Transformationsnetzwerkes können beliebig oft verändert werden, da die Rechnung wie gesagt sehr schnell durchgeführt werden kann, es ist auf diese Weise also möglich, ein Transformationsnetzwerk F so zu opti­ mieren, daß die Gesamtschaltung zwischen Eingang E und Ausgang A ein vorbestimmtes Übertragungsverhalten besitzt. Aus den so ermittelten optimierten Streuparametern des Transformationsnetzwerkes kann dann in bekannter Weise dieses Transformationsnetzwerk F für den Verstärker V auch schaltungstechnisch in der gewünschten Weise realisiert werden.

Unter Übertragungsverhalten der Gesamtschaltung wird allgemein der Zusammenhang zwischen dem Hochfrequenzsignal am Eingang E und dem Ausgangssignal am Ausgang A verstanden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist also universell für beliebige Dimensionierungs-Optimierungen geeignet.

Claims (5)

1. Verfahren zum Kalibrieren eines zwei Meßtore aufwei­ senden Netzwerkanalysators durch auf einanderfolgende Messung der Transmissions- und Reflexions-Parameter an mehreren Kalibrierstandards in beliebiger Reihen­ folge, aus denen Korrekturwerte berechnet werden, die bei nachfolgenden Objektmessungen berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens fünf aufeinanderfolgende Kalibriermessungen mit Kalibrierstandards gemäß folgender Tabelle durchgeführt werden: wobei
T ein Zweitor ist, von dem sämtliche komplexen Streuparameter bekannt sind, insbesondere eine direkte Verbindung der beiden Meßtore,
M ein Eintor bekannter Reflexion ist,
S ein Kurzschluß ist,
O ein Leerlauf ist und
U ein Eintor beliebiger unbekannter Reflexion ist,
und die Doppelbuchstaben jeweils ein Doppel­ eintorkalibrierstandard bezeichnen, mit dem nacheinander an den beiden Meßtoren die jeweils bezeichneten Eintormessungen als eine Kalibrier­ messung durchgeführt werden,
und aus den mit diesen Kalibrierstandards gewonnenen Meßwerten insgesamt 15 Korrekturwerte berechnet werden.

2. Verfahren zum Kalibrieren eines zwei Meßtore aufwei­ senden Netzwerkanalysators durch aufeinanderfolgende Messung der Transmissions- und Reflexions-Parameter an mehreren Kalibrierstandards in beliebiger Reihen­ folge, aus denen Korrekturwerte berechnet werden, die bei nachfolgenden Objektmessungen berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens fünf aufeinanderfolgende Kalibriermessungen mit Kalibrierstandards durchgeführt werden, die durch Impedanzelemente in Form von konzentrierten Bau­ elementen bestehen, in beliebiger Reihenfolge und Kombination benutzt werden und die folgende Grund­ schaltungen besitzen: und aus den mit diesen Kalibrierstandards gewonnenen Meßwerten insgesamt 15 Korrekturwerte berechnet werden.

3. Verfahren zum Kalibrieren eines zwei Meßtore aufwei­ senden Netzwerkanalysators durch aufeinanderfolgende Messung der Transmissions- und Reflexions-Parameter an mehreren Kalibrierstandards in beliebiger Reihen­ folge, aus denen Korrekturwerte berechnet werden, die bei nachfolgenden Objektmessungen berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens fünf aufeinanderfolgende Kalibriermessungen mit Kalibrierstandards gemäß der Tabelle nach Anspruch 1 durchgeführt werden, wobei anstelle eines oder mehrerer der dort aufgeführten Doppeleintor-Kali­ brierstandards ein beliebiges Impedanzelement mit einer Grundschaltung nach Anspruch 2 benutzt wird,
und aus den mit diesen Kalibrierstandards gewonnenen Meßwerten insgesamt 15 Korrekturwerte berechnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekenn­ zeichnet, durch seine Anwendung bei einem Netzwerkanalysator, dessen Meßtore als Meßspitzen zum Kontaktieren der Leiterbahnen einer Halbleiter­ schaltung (On-Wafer-Netzwerk) ausgebildet sind.

5. Verfahren zum Optimieren des Übertragungsverhaltens einer komplexen elektrischen Gesamtschaltung zwischen deren Ein- und Ausgang durch Optimieren der Über­ tragungseigenschaften eines ausgewählten Teiles dieser Gesamtschaltung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu optimierende Teil­ schaltung rechnerisch nacheinander durch fünf Kalibrierstandards nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 ersetzt wird und aus den so gewonnenen Rechenwerten insgesamt 15 Kennwerte der restlichen Gesamtschaltung berechnet werden, und anschließend mit diesen die Restschaltung in ihren Eigenschaften exakt definie­ renden 15 Korrekturwerten durch rechnerischen Einsatz der Teilschaltung mit veränderlichen Parametern das Übertragungsverhalten der Gesamtschaltung zwischen Eingang und Ausgang so lange verändert wird, bis das gewünschte optimale Übertragungsverhalten erreicht ist, und dann die Teilschaltung mit diesen so durch Rechnung gewonnenen optimalen Parametern schaltungs­ technisch realisiert wird.