DE60034121T2

DE60034121T2 - Verfahren und vorrichtung zur streuparameter-kalibrierung

Info

Publication number: DE60034121T2
Application number: DE60034121T
Authority: DE
Inventors: Robert Cambridge Peach; Nicholas Calgary SVENSSON; Thai Kitchener VO
Original assignee: Com Dev Ltd
Current assignee: Agilent Technologies Singapore Holdings Pte Ltd; Agilent Technologies Inc
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: EP1181562B8; CA2361666C; EP1181562A2; WO2000046605A2; DE60034121D1; WO2000046605A3; EP1181562B1; CA2361666A1; US6300775B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Instrumente zur Messung des Streu-(oder "S"-)-Parameters wie einem Vektornetzwerkanalysator (oder "VNA"). Insbesondere wird ein neues Kalibrierverfahren für solche Instrumente offenbart, das die Anzahl von Kalibrierschritten minimiert, die erforderlich sind, um das Meßinstrument vollständig zu kalibrieren, so daß die S-Parameter der zu testenden Multiportvorrichtung (oder "DUT" – Device under Test) genau gemessen werden können. Die Multiportvorrichtung ist gekennzeichnet durch ihre Anzahl von Ports, welche in dieser Beschreibung als n bezeichnet werden, wobei n gleich 2 oder größer ist.
In den RF- und Mikrowellenbereichen sind praktisch alle Vorrichtungen gekennzeichnet durch deren S-(oder Streu-)-Matrizen. Die S-Matrix besteht aus einer Mehrzahl von S-Parametern. S-Parameter sind das Standardverfahren zur Vorrichtungscharakterisierung über einen weiten Frequenzbereich von weniger als 1 MHz bis über 40 GHz. Diese Parameter werden verwendet, da sie leicht bestimmt werden, sie direkt relevante Messungen der Vorrichtungsleistungsfähigkeit ergeben und sie wohl definiert sind für jeden Vorrichtungstyp. Wenn andere Vorrichtungsdarstellungen gefordert werden, wie Widerstands- oder Zugangsparameter, können diese direkt aus den gemessenen S-Parametern abgeleitet werden.
Eine große Anzahl kommerzieller Testsysteme zur S-Parametermessung ist verfügbar. Solche Systeme werden allgemein als Netzwerkanalysatoren bezeichnet. Diese Instrumente fallen in zwei Klassen: Skalar und Vektor. Skalaranalysatoren bestimmen nur die Amplitude der S-Parameter, wohingegen Vektoranalysatoren (oder VNAs) sowohl die Amplituden als auch die Phasen bestimmen. Skalaranalysatoren sind weit weniger flexibel und weit weniger genau als Vektoranalysatoren und werden nur bei niederrangigen Anwendungen eingesetzt, wo Ausrüstungskosten ein treibender Faktor sind. Obwohl das vorliegende System und Verfahren allgemein auf VNA-Testinstrumente anwendbar ist, kann die Lehre dieser Anmeldung auch auf andere Typen angewandt werden, die S-Parameter (oder andere äquivalente Messungen) für eine Multiport-DUT charakterisieren.
Kommerzielle Vektornetzwerkanalysatoren (VNAs) sind typischerweise entworfen, um Zweiportvorrichtungen zu messen, obgleich einige Einportsysteme verfügbar sind. Diese Typen von VNA-Systemen umfassen einen Signalgenerator und eine Kombination von Splittern und direktionalen Kopplern, die zwei Meßports des VNA (Port 1 und Port 2) für seine Amplitude und Phasendetektionsschaltkreise (Sampler) verbinden. Typische VNAs haben drei oder vier Sampler, wobei die Anzahl von Samplern die Genauigkeit und Kosten des Instruments beeinflussen.
Eine typische Vorrichtung, die zu charakterisieren ist durch solch einen VNA, kann zwei oder mehr Ports haben, typischerweise mit Koaxial- oder Wellenleiterschnittstellen. Für ein n-Portsystem ist die S-Matrix (n×n) definiert durch: b = Sa(1)wobei a ein n-Komponenten-Vektor ist, der die Amplituden der bei den Vorrichtungsports einfallenden Wellen enthält, und b ein Vektor ist, der die Amplituden der ausgehenden Wellen enthält. Formeller werden die Wellenamplituden definiert durch: ai = (Vi + ZiIi)/2 (2) bi = (Vi – ZiIi)/2 (3)wobei a_i die eintreffende Spannungswellenamplitude ist, b_i die ausgehende Spannungswellenamplitude, V_i die Spannung und I_i der Eingangsstrom und Z_i der Normalisierungswiderstand, alle für den i-ten Port im Test ist.
Die Portnormalisierungswiderstände (Z_i) werden typischerweise gewählt, um gleich den charakteristischen Impedanzen der Koaxialkabel im Testsystem zu sein, welche in den meisten Fällen 50Ω sind. Wenn ein vorgegebener Port mit seiner Normalisierungsimpedanz (einer abgeglichenen Ladung) terminiert wird, ist die eintreffende Wellenamplitude an jenem Port gleich 0 (aus Gleichung (2)).
Wenn eine Vorrichtung an die Testports eines Netzwerkanalysators angeschlossen wird, wird ein Signal an jeden Vorrichtungsport in Folge angewandt und die reflektierten und übertragenen Wellen werden detektiert mit der Hilfe von direktionalen Kopplern. Die S-Parameter für die Vorrichtung werden dann abgeleitet durch Messung der Amplitude und Phase von jeder dieser Wellen bezüglich jenen des Eingangssignals.
Es gibt in der Praxis unvermeidlich Hardware-Unzulänglichkeiten in jedem VNA-Testsystem, welche hauptsächlich Portversatz, Kopplerausrichtung und Instrumentenfrequenzantwort betreffen. Ohne Korrektur können diese Unzulänglichkeiten signifikante Meßfehler erzeugen. Das Fehlerkorrekturverfahren, welches jetzt universell eingesetzt wird, wurde erstmals annähernd vor 30 Jahren eingeführt und es unterschied sich von früheren Techniken darin, daß es auf einer datenverarbeitenden Software eher als auf Hardware-Anpassung beruhte. Dieses Verfahren ist detailliert beschrieben in R.A. Hackborn. "An Automatic Network Analyser System", Microwave Journal, Seiten 45–52, Mai 1968. und J. Fitzpatrick. "Error Models for Systems Measurement", Microwave Journal, Seiten 63–66, Mai 1978.
Das Grundkonzept bei diesen bekannten Verfahren ist die Verwendung eines mathematischen Modells des Testsystems mit einer bestimmten Anzahl unbekannter Terme (gewöhnlich 12), welche alle die Hauptfehlerbeiträge beschreiben. Eine Sequenz von Messungen wird anfänglich ausgeführt auf einem Set von Kalibrierungskomponenten mit genau bekannten S-Parametern. Die Werte der Terme des unbekannten Modells können aus diesen Messungen bestimmt werden und das Modell kann dann verwendet werden, um Fehler aus nachfolgenden Vorrichtungsmessungen zu entfernen. Nach Korrektur haben die Vorrichtungs-S-Parameter eine Genauigkeit, die vergleichbar zu jener der Originalkalibrierungskomponenten ist, trotz jeglicher Unzulänglichkeiten bei der Testhardware.
Viele DUTs haben mehr als zwei elektrische Ports. Sie müssen hingegen auch mit Zweiport-VNAs gemessen werden. Um das Multiport-DUT mit einem Zweiport-VNA anzupassen, ist es das einfachste Verfahren, Messungen unter zwei Ports, zum Beispiel i und j mit den anderen Ports zu machen, welche mit genauen Auslastungen terminiert sind. Dies dient dazu, die S_ij, S_ij-, S_ji- und S_jj-Terme in der n×n S-Matrix zu bestimmen. Und durch Wiederholung dieses Verfahrens für alle n(n – 1)/2 möglichen Paare von Porten, kann die vollständige S-Matrix für die Multiportvorrichtung bestimmt werden.
Dieses Verfahren hat hingegen viele Nachteile, wie: (1) eine große Anzahl separater Messungen muß gemacht werden, wobei die Hardware in jedem Schritt rekonfiguriert werden wird; (2) es nimmt an, daß genaue Terminierungen verfügbar sind, was nicht bei allen Frequenzen wahr sein kann; und (3) Rekonfigurierung von Hardware zwischen den Messungen ist unpraktisch, wenn Komponenten in Wärme- oder Wärmevakuumkammern (TVAC) getestet werden. Wegen dieser Nachteile sowie anderer wird die vollständige Charakterisierung einer Multiportvorrichtung (insbesondere für große n) kaum gemacht.
Aus diesen Gründen setzt Multiporttesten oft programmierbare Switchboxen ein, welche auch im Handel erhältlich sind. Die Switchbox enthält wenigstens so viele Testports wie es elektrische Ports an der DUT gibt. Jeder Testport an der Switchbox kann verbunden werden mit jedem Port des Zweiportanalysators. Beim Betrieb sind die beiden Testports gewöhnlich aktiv und werden mit dem Analysator gekoppelt und der Rest wird in der Switchbox terminiert. Wenn eine Vorrichtung mit dem Test-Setup verbunden wird, können alle Übertragungswege automatisch ohne Rekonfigurieren der Hardware gemessen werden. Dies beschleunigt Messungen in großem Maße und erlaubt, daß das Testen in Wärme- oder TVAC-Kammern durchgeführt werden kann. Bei einem solchen Testen wird nur die DUT in der Kammer angeordnet. Die Testausrüstung bleibt außen und die Testkabel, welche die Switchbox mit der DUT verbinden, werden über spezielle Zuführungen in die Kammer geleitet.
Die Verwendung einer programmierbaren Multiport-Switchbox ist hingegen nicht ohne eigene Probleme. Jeder Übertragungsweg durch die Switchbox, der für Messungen verwendet wird, muß zuerst kalibriert werden. Die Kalibrierung einer solch großen Anzahl von Wegen ist sehr zeitaufwendig und erfordert außergewöhnliche Sorgfalt beim Anwender. Die Verwendung der falschen Kalibrierungskomponente in jedem Schritt dieses Vorgangs wird vollständig nachfolgende Messungen ungültig machen. Da die nicht verwendeten Testports in der Switchbox am entfernten Ende der Testkabel zusätzlich terminiert werden, sind die der DUT gezeigten Auslastungen relativ ungenau. Die resultierenden Auslastungsfehlanpassungen können signifikante Fehler in S-Parametermessungen einführen.
Für diesen Typ von Test-Setup erfordert die Bestimmung selbst eined korrigierten S-Parameterd die Messung aller S-Parameter. Man betrachtet zum Beispiel eine 17-Portvorrichtung, das heißt n = 17. Für solch eine Vorrichtung wären 136-Zweiportmessungen erforderlich [n(n – 1)/2 = (17 × 16/2)], um jeden korrigierten S-Parameter zu bestimmen. Die Durchführung der Switchbox-Messungen ist kein so großes Problem, aber das Kalibrieren des Meßsystems über alle möglichen Wege ist extrem schwierig, insbesondere wenn n groß wird wie in diesem Beispiel. Solch eine Kalibrieraufgabe ist hoffnungslos zeitaufwendig und fehleranfällig. Zusätzlich ist diese Aufgabe schwierig, da es häufig notwendig ist, halbstarre Testkabel zu verwenden, aufgrund von deren Stabilität und es unpraktisch ist, Übertragungsmessungen zwischen allen möglichen Paaren von Ports ohne eine exzessive Menge an Kabelbiegungen zu machen. Daher wird derzeit unvollständige n-Portfehlerkorrektur nicht kommerziell praktiziert.
Aufgrund dieser Probleme involviert das Kalibrieren eines S-Parametermeßsystems für eine Multiport-DUT derzeit typischerweise Kalibrierungen nur über die zum Messen der wichtigsten S-Parameter erforderlichen Wege (typischerweise sind n-Wege erforderlich). Dieses ist bekannt als partielle Kalibrierung. Bei diesem Kalibrierungstyp werden die wichtigeren S-Parameter gemessen und die Versatzfehler einfach toleriert.
Es gibt daher einen großen Bedarf auf diesem Gebiet für ein S-Parameterkalibrierungssystem und -verfahren, bei welchem die Anzahl von vollständigen Kalibrierungen, die erforderlich sind, um genau die S-Parameter für eine Multiportvorrichtung zu charakterisieren, auf ein Minimum reduziert ist.
GB-A-2,292,616 offenbart ein Verfahren zum Kalibrieren eines S-Parametersystems, bei welchem die Anzahl von wirklich aufgenommenen Messungen reduziert ist und andere Koeffizienten aus den gemessenen Koeffizienten berechnet werden.
US-A-5,578,932 offenbart eine Vorrichtung, welche einen Zweiport-VNA in N-Port-VNA bündelt, wobei die Vorrichtung im Testen (DUT) einen N-Port-VNA hat. Die Vorrichtung erlaubt es, 12-Term-Fehlerkoeffizienten zu berechnen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet die oben angegebenen Probleme und befriedigt die Bedürfnisse auf diesem Gebiet für ein System und Verfahren zum Kalibrieren eines S-Parameter-Meßinstruments (wie einem Vektornetzwerkanalysator), bei welchem die Anzahl von Kalibrierungen, die erforderlich ist, um das Fehlermodell eines n-Portsystems vollständig zu charakterisieren, n/2-Kalibrierungen für eine gerade Anzahl von Ports ist und (n + 1)/2-Kalibrierungen für eine ungerade Anzahl von Ports. Jeder Testport bei dem System ist involviert in wenigstens einer vollständigen Kalibrierung, weshalb n/2 (oder (n + 1)/2)-Testwege vollständig kalibriert werden. Für jeden gemessenen Testweg werden die Fehlerterme des anwendbaren Fehlermodells berechnet. Die Fehlerterme werden dann entkoppelt von dem zugeordneten Testweg in Fehlerparameter, die den individuellen Testports des Testwegs zugeordnet sind. Sind die Fehlerparameter lokalisiert, kann das Fehlermodell für jeden Testport dann unabhängig von den anderen Testports behandelt werden. Die Fehlerterme für die Testwege, die nicht kalibriert sind, werden dann konstruiert unter Verwendung der lokalisierten Fehlerparameter für die individuellen Testports. Diese Kalibrierungsmethodik ergibt eine signifikante Verminderung bei den Schritten von der normalen Anzahl von Kalibrierungen [n(n – 1)/2] und ist weniger als jene, die derzeit für eine partielle Kalibrierung [n] verwendet wird.
Die Erfindung wird definiert durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 20 bis 22, auf welche Bezug genommen werden sollte.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 19 dargelegt.
Es sollte angemerkt werden, daß diese nur einige von vielen Aspekten der vorliegenden Erfindung sind. Andere Aspekte, die nicht speziell aufgezählt sind, werden beim Lesen der detaillierten unten ausgeführten Beschreibung klar werden.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile von derzeit bekannten Kalibriersystemen und -verfahren zum Charakterisieren von Multiportvorrichtungen unter Verwendung eines Vektornetzwerkanalysators (oder anderer S-Parametermeßinstrumenttypen), und ergibt auch viele Vorteile. Nicht alle dieser Vorteile sind gleichzeitig erforderlich, um die Erfindung wie beansprucht umzusetzen, und die folgende Liste ist eher eine Veranschaulichung von Arten von Vorteilen, die allein oder in Kombination geliefert werden können. Diese Vorteile umfassen: (1) erlaubt volle Kalibrierung eines n-Portinstruments mit nur n/2-Verbindungen zwischen Paaren von Testports (oder (n + 1)/2-Verbindungen, wenn n ungerade ist); (2) minimiert Kabelbiegung und ist kompatibel mit starren und halbstarren Kabelsystemen; (3) drückt das Fehlerparametersystem in Termen von Parametern aus, die lokal bei jedem speziellen Testport sind; (4) erlaubt die Kalibrierung von Systemen mit gemischten Anschlußtypen (das heißt koaxial und Wellenleiter) ohne auf Standardadaptermodelle oder Adapterentfernungstechniken zu beruhen; (5) erlaubt die vollständige Automatisierung des Kalibrierverfahrens durch Zulassen einer einzigen Verbindung von jedem Paar von Testports zusammen mit elektronischen Kalibrierkits von Dritten und Schaltmatrixtestsets; und (6) ergibt ein partielles Kalibrierverfahren für eine n-Portvorrichtung, die gekoppelt ist an einen VNA mit 4 Samplern unter Verwendung von nur einer vollständigen Kalibrierung an einem willkürlich gewählten Paar von Testports und Reflektionskalibrierungen an den verbleibenden Testports.
Dies sind nur einige von vielen Vorteilen der vorliegenden Erfindung wie unten detailliert durch die bevorzugten Ausführungen beschrieben. Es wird verstanden werden, daß die Erfindung zu anderen und unterschiedlichen Ausführungen als jene speziell unten ausgeführten in der Lage ist und ihre Details zu Modifikationen in verschiedener Hinsicht fähig sind. Die Zeichnungen und Beschreibung der bevorzugten Ausführungen sind demgemäß veranschaulichender Art und nicht beschränkend zu verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben genannten Bedürfnisse wie es aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden wird, wenn sie zusammen mit den anliegenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:
1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten 4-Sampler-, Zweiport-Vektornetzwerkanalysatortestsystems ist, das ein Kalibriersteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, wobei der VNA mit einer hypothetischen Vierport-DUT über ein Schaltmatrixtestset gekoppelt ist;
2 ein mathematisches Modell der Streumatrix [S_A] und die Vorwärtsfehlerparameter für das bevorzugte 12-Termfehlermodell, gezeigt in Signalflußdiagrammform, ist;
3 ein mathematisches Modell der Streumatrix [S_A] und der Rückwärtsfehlerparameter für das bevorzugte 12-Termfehlermodell, gezeigt in Signalflußdiagrammform, ist;
4 ein Flußdiagramm einer bevorzugten Reihe von Kalibrierschritten eines n-Port-S-Parametermeßsystems wie in 1 gezeigt ist;
5 ein Flußdiagramm einer bevorzugten Reihe von Schritten zum Entkoppeln der Vorwärts- und Rückwärts-Fehlerverfolgungsterme in dem 12-Termfehlermodell ist; UND
6 eine Auftragung ist, die den Nullfrequenzphasenextrapolationsschritt zeigt, der durch die Methodik einer Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um die Vorzeichenambivalenz der Quadratwurzelberechnung, welche aus der Entkopplung der Vorwärts- und Rückwärts-Fehlerverfolgungsterme resultiert, aufzulösen
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun zu den Figuren der Zeichnung kommend, stellt 1 ein Blockdiagramm eines 4-Sampler-Zweiport-Vektornetzwerkanalysatortestsystems 10 dar, umfassend ein Kalibriersteuersystem gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei VNA 10 gekoppelt ist mit einer hypothetischen Vierport-DUT über ein Schaltmatrixtestset 30. Man bemerke, daß, obwohl ein 4-Sampler-VNA 10 gezeigt ist, die vorliegende Erfindung mit jeglicher Art Vektornetzwerkanalysator oder anderen Typen von S-Parametermeßsystem unter Verwendung von Vektorfehlerkorrektur verwendet werden kann.
Wie in dieser Figur gezeigt, umfaßt das bevorzugte 4-Sampler-VNA-Testsystem 10 einen Mikroprozessor 12, gekoppelt an einen Speicher 14, welcher zusammen die Signalerzeugungs- und Meßschaltung 16–24 regelt, die verwendet wird, um die DUT 50 zu charakterisieren. Der Mikroprozessor 12 könnte jede Art von eingebettetem Mikroprozessor, Microcontroller, DSP, ASIC, usw. sein, wie es Fachleuten offensichtlich sein würde. Der Speicher 14 enthält bevorzugt das verwendete Kalibrierregelsystem und ist bevorzugt ein permanenter Festspeicher wie ein Flash-ROM, EEPROM, ROM, usw. Aber alternativ könnte der Speicher 14 eine Festplatte, Floppy Disk, RAM oder jeder andere Speichermediumtyp sein. Der Speicher 14 könnte tatsächlich außerhalb des VNA 10 selbst angeordnet sein. Ein PC oder eine Workstation (nicht gezeigt) könnte zum Beispiel gekoppelt werden an den VNA 10 unter Verwendung von Industriestandardbusstrukturen, so daß der VNA 10 kontrolliert wird durch den/die externe/n PC oder Workstation. Bei diesem Ausführungstyp könnte das Kalibrierkontrollsystem im Permanentspeicher (das heißt Festplatte, CD-ROM, usw.) des PC oder Workstation gespeichert sein oder könnte aus einer abnehmbaren Speichervorrichtung geladen werden.
Die Signalerzeugungs- und -meßschaltung 16–24, welche verwendet wird, um DUTs zu charakterisieren, umfaßt Signalquellgenerator 16, Übertragungsschalter 18, Splitter 20, variable Dämpfer 22, Koppler 24 und vier Sampler A, B, R1 und R2. Sampler A und B messen die reflektierten und übertragenen Wellen, wenn Leistung am Port 1 einfällt und umgekehrt, wenn Leistung am Port 2 einfällt. Sampler R1 und R2 messen die einfallenden Wellen am Port 1 (26) und Port 2 (28) des VNA jeweils. Der Betrieb und die Steuerung dieser Komponenten wird nicht detailliert beschrieben werden, da sie dem Fachmann von Netzanalysatoren offensichtlich sind. Es sollte aber angemerkt werden, daß der Gesamtbetrieb des VNA 10 bevorzugt durch Mikroprozessor 12 in Verbindung mit dem Kalibrierkontrollsystem kontrolliert wird, welches bevorzugt im Speicher 14 gespeichert ist. Dieses Kalibriersystem und diese Kalibriermethodik sind in Verbindung mit 4–6 unten detaillierter beschrieben. Für mehr Informationen hinsichtlich des allgemeinen Betriebs von Netzwerkanalysatoren wird Bezug genommen auf David Ballo, "Network Analyzer Basics", Hewlett-Packard Company, 1998.
Das VNA-Kalibriersystem, das in 1 gezeigt ist, wird eingerichtet in einer Beispielkonfiguration zum Messen der S-Parameter in einer hypothetischen Vierportvorrichtung 50. Diese Beispielvorrichtung wird verwendet werden beim Diskutieren der unten dargelegten bevorzugten Kalibriermethodik. Es sollte angemerkt werden, daß dieses spezielle VNA-System natürlich verwendet werden kann, um die S-Parameter von nur einer Art von DUT mit 4 Ports oder weniger zu messen. Die Beispielvorrichtung wird wegen der Einfachheit beim Erklären der Konzepte und Vorteile der bevorzugten Methodik gewählt.
Die hypothetische Vierportvorrichtung 50 umfaßt vier Vorrichtungsports, markiert als J1, J2, J3 und J4. Sechs mögliche Wege, die als Weg 1 bis Weg 6 markiert sind, verbinden die vier Ports (J1–J4). Um eine "vollständige" Kalibrierung des Testsystems zum Messen dieser Vorrichtung zu ergeben, müssen alle sechs Wege kalibriert werden. In der Vergangenheit hat dies n(n – 1)/2 = 6 vollständige Kalibrierungen erfordert (wobei n = 4 für die Vierportvorrichtung). Mit der Methodik der vorliegenden Erfindung sind hingegen nur n/2 = 2 vollständige Kalibrierungen erforderlich. Diese Verminderung bei Kalibrierschritten stellt einen Hauptvorteil gegenüber vorliegenden Kalibriertechniken für Multiportvorrichtungen dar und ist sogar ausgeprägter für DUTs mit vielen Ports.
Man betrachte zum Beispiel eine andere hypothetische (aber kommerziell relevante) DUT – eine 64×64-RF-Schaltmatrix. Solch eine Vorrichtung hat 64 Eingangsports und 64 Ausgangsports für eine Gesamtheit von 128 Ports. Unter Verwendung der Standardkalibriermethodik wären n(n – 1)/2-Kalibrierungen erforderlich oder 128(127)/2 = 8128 Kalibriervorgänge. Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung sind nur 128/2 = 64 Vorgänge erforderlich, eine bemerkenswerte Verminderung um 8064 Kalibrierungen. Ohne diese Art dramatischer Verminderung bei Kalibrierschritten wäre es unmöglich, vollständige Kalibrierung bei einem Meßsystem zum Charakterisieren dieses Vorrichtungstyps bereitzustellen.
Bei der in 1 gezeigten Testeinrichtung wird die hypothetische Vierport-DUT 50 gekoppelt mit dem Zweiport-VNA 10 unter Verwendung eines 2×4 Schaltmatrixtestsets 30. Der Zweck des Testsets 30 ist es, automatisches Schalten zwischen den beiden Ports (Port 1, Port 2) 26, 28 des VNA 10 und der vier Testports (P1–P4) 52–58 bereitzustellen, welche mit den Testports (J1–J4) beim Durchführen der aktuellen S- Parametermessungen verbunden werden. Die Schaltmatrix 30 wird verbunden mit dem VNA 10 durch Ports A (32) und B (34) und an die DUT 50 durch Schaltmatrixports P1' (36), P2' (38), P3' (40) und P4' (42). Die Schaltmatrixports P1'–P4' sind im Gegenzug gekoppelt mit den aktuellen Testports (P1–P4), wobei die Kalibrierungen verbunden sind durch Testkabel C1–C4. Es sollte bemerkt werden, daß die Betätigung der Schaltmatrix 30 durch Mikroprozessor 12 kontrolliert werden kann oder sie könnte kontrolliert werden durch einen externen PC oder Workstation, welcher/welche auch den VNA 10 kontrollieren kann.
2 ist ein mathematisches Modell der Streumatrix [S_A] und der Vorwärtsfehlerparameter des bevorzugten 12-Termfehlermodells und 3 ist dasselbe für die Rückwärtsparameter des 12-Termfehlermodells. Diese Figuren stellen das Fehlermodell in Signalflußdiagrammform dar. Jeder Testportfehler durch das S-Parametermeßsystem ist gekennzeichnet durch zwei 12-Termfehlermodelle, ein Modell für jede der beiden Richtungen, wobei das Paar der Testports verbunden sein kann mit Ports 1 und 2 des Analysators. Diese Modelle basieren auf der Annahme, daß Wellenamplituden, die detektiert werden bei den Samplern, lineare Funktionen der Wellenamplituden bei den Vorrichtungsports sind. Diese Annahme bedeutet, daß nicht-lineare Effekte bei dem Instrument nicht umfaßt sind und auch keine wiederkehrenden mit Schaltern, Kabeln und RF-Verbindungen verbundenen Effekte auftreten. Diese Modelle beschreiben hingegen genau alle vorwiegenden Fehlerbeiträge bei der Testhardware.
Im Prinzip sind 24 Fehlerterme notwendig, um einen VNA mit 3 Samplern zu modellieren und 16 für einen VNA mit 4 Samplern. Aber alle diese Terme beschreiben Verlustbestandteile zwischen den Analysatorports, welche vernachlässigbar klein und nahezu unmöglich zu messen sind. Vereinfachte Modelle werden daher unvariabel verwendet, die höchstens zwei Verlustterme umfassen. Die in 2 und 3 gezeigten Modelle sind die am komplexesten in der Praxis verwendeten. 14 Fehlerparameter werden in diesen Modellen aufrecht erhalten, obwohl in den Endberechnungen nur 12 unabhängige Fehlerterme erforderlich sind. Diese Beschreibung eines VNA-Testsystems wird daher als "das Standard-12-Termfehlermodell" bezeichnet und ist anwendbar auf sowohl 3- und 4-Sampler-VNA-Systeme. Obwohl die vorliegende Ausführung der Erfindung hinsichtlich des 12- Termfehlermodells beschrieben wird, sind das Verfahren und System, die offenbart sind, gleichfalls anwendbar auf jeden anderen Typ von S-Parameter-Fehlermodell.
Das in 2 gezeigte Vorwärtsfehlermodell umfaßt einen Eingangsabschnitt 62, einen DUT-Abschnitt 64 und einen Ausgangsabschnitt 66. Der Eingangsabschnitt besteht aus Fehlerparametern e₀₀, e₁₀, e₁₁ und e₀₁, gekoppelt zwischen den Knoten a₀, a₁, b₀ und b₁, einem RF-Eingangssignal und einer gemessenen S-Komponente S_11M. Der Ausgangsabschnitt besteht aus Fehlerparametern e₂₂ und e₃₂, gekoppelt mit Knoten a₂, b₂ und b₃ und einer gemessenen S-Komponente S_21M. Der DUT-Abschnitt besteht aus den aktuellen S-Parametern S_11A, S_12A, S_21A und S_22A und einem einzelnen Durchlaufverlustfehlerparameter e₃₀.
Das Rückwärtsfehlermodell 70, das in 3 gezeigt ist, umfaßt ähnlich einen Eingangsabschnitt 76, einen DUT-Abschnitt 74 und einen Ausgangsabschnitt 72. Der Eingangsabschnitt besteht aus Fehlerparametern e'₃₃, e'₂₃, e'₂₂ und e'₃₂, gekoppelt zwischen Knoten a'₂, a'₃, b'₂ und b'₃, ein RF-Eingangssignal, nun an der Port 2-Seite des Modells und einer gemessenen S-Komponente S_22M. Der Ausgangsabschnitt 72 besteht aus Fehlerparametern e'₁₁ und e'₀₁, gekoppelt zwischen Knoten a'₁, b'₀ und b'₁, und einer gemessenen S-Komponente S_12M. Der DUT-Abschnitt besteht aus den wirklichen S-Parametern S_11A, S_12A, S_21A und S_22A und einem einzelnen Durchlaufverlustparameter e'₀₃.
Für die in 2 und 3 angegebenen Fehlermodelle sind die gemessenen S-Parameter (S^M) bezogen auf die wirklichen S-Parameter (S^A) durch die Gleichungen:
wobei |S^A| die Determinante der Matrix S^A ist. Die inversen Gleichungen sind:
wobei
Es sollte angemerkt werden, daß nur 12 unabhängige Kombinationen von Fehlerparametern in diesen Gleichungen erscheinen, daher der Name "12-Term-Fehlermodell". Die 12 Fehlerterme betreffen die 14 fundamentalen Fehlerparameter gemäß den folgenden Gleichungen (Fehlerterm = fundamentale/r Fehlerparameter): EDF (Vorwärtsausrichtung) = e00 (13) EXF (Vorwärtsquerisolierung) = e30 (14) ESF (Vorwärtsquellübereinstimmung) = e11 (15) ERF (Vorwärtsreflexionsverfolgung) = e10·e01 (16) ELF (Vorwärtsladungsübereinstimmung) = e22 (17) ETF (Vorwärtsübertragungsverfolgung) = e10·e32 (18) EDR (Rückwärtsausrichtung) = e'33 (19) EXR (Rückwärtsquerisolierung) = e'03 (20) ESR (Rückwärtsquellübereinstimmung) = e'22 (21) ERR (Rückwärtsreflektionsverfolgung) = e'23·e'32 (22) ELR (Rückwärtsladungsübereinstimmung) = e'11 (23) ETR (Rückwärtsübertragungsverfolgung) = e'23·e'01 (24)
Das ideale Ziel jedes Kalibrierverfahrens ist es, diese Vorwärts- und Rückwärtsfehlerterme für jeden Weg des DUT zu speichern. Wie vorher bemerkt, erfordert das vorher auf diesem Gebiet verwendete Verfahren eine getrennte vollständige Kalibrierung für jeden Testweg [n(n – 1)/2] des Systems und daher wird dieses Verfahren kaum für Multiportmeßsysteme verwendet.
Die hier benannten Erfinder haben hingegen entdeckt, daß durch Ausführen zweier geringfügiger Annahmen bezüglich der VNA-Testhardware (wie in 1 gezeigt) die Fehlerterme aller möglichen Testwege durch Kalibrieren von nur n/2-Wegen bestimmt werden können, wobei jeder Testport an wenigstens einem Signalkalibrierungsweg teilnimmt. Das Kalibriersystem entkoppelt die Fehlerterme in Fehlerparameter, die lokal für jeden der n Testports sind. Die Fehlerterme der Wege, die nicht kalibriert sind, werden dann mathematisch konstruiert unter Verwendung der lokalen Fehlerparameter für die jeweiligen Testports, die mit dem Weg verbunden sind. Das Entkopplungsverfahren umfaßt ein neues Vorzeichenambivalenzbestimmungsverfahren zum Berechnen und Auflösen der Quadratwurzel von Vorwärts- und Rückwärtsreflektionsverfolgungsterme (ETR, ERR), welche benötigt werden, um effizient die Vorwärts- und Rückwärtsübertragungsverfolgungsterme (ETF, ERF) zu lokalisieren.
Bevor zur detaillierten Beschreibung der bevorzugten Methodik (und Kalibriersystem) übergegangen wird, ist es lehrreich, die beiden oben genannten Annahmen zu diskutieren. Die erste Annahme des bevorzugten Kalibrierverfahrens ist wie folgt – Annahme 1: Mit der Ausnahme der Verlustterme EXF, EXR ist jeder fundamentale Parameter in dem Fehlermodell lokal an dem Port, auf welchen er sich bezieht, und ist unabhängig von der Wahl des anderen Ports. Dies wird "Unabhängigkeitsannahme" genannt. Wenn Testport P4 (58) beispielsweise verbunden wurde mit Port 1 (26) des VNA, würden dann daher seine lokalen Fehlerparameter e₀₀, e₁₀, e₀₁, e₁₁, e'₀₁ und e'₁₁ unabhängig davon sein, welcher der anderen Testports P1–P3 verbunden waren mit Port P2 (28) des Analysators. In ähnlicher Weise, wenn P4 (58) verbunden ist mit P2 (28) des VNA (was automatisch beim Umschalten durch die Testmatrix 30 auftreten kann), können die verbleibenden Fehlerparameter e₂₂, e₃₂, e'₂₂, e'₃₂, e'₂₃ und e'₃₃ auch zu P4 lokalisiert werden, so daß sie unabhängig davon werden, welcher andere Port an Port 1 des Analysators verbunden ist. Auf diese Weise können die meisten Fehlerparameter der jeweiligen Testports in dem Testportpaar lokalisiert werden. Diese Annahme ist sehr vernünftig, da die Testports, verknüpft an Ports 1 und 2 des Analysators, gekoppelt sind durch vollständig unterschiedliche Sets von Schaltern. Die Erfinder haben auch diese Annahme überprüft durch Messungen mit kommerzieller Testhardware.
Wenn die Testports in diesem Sinne unabhängig sind, dann hat ein Standardkalibrierverfahren ein großes Maß an Redundanz. Das heißt, durch Eliminieren dieser Redundanz kann die Anzahl erforderlicher Testportverbindungen vermindert werden. Es sollte bemerkt werden, daß keine speziellen Annahmen für die Verlustterme EXF, EXR erforderlich sind. Diese Terme werden bestimmt durch Übertragungsmessungen, wobei alle Testports getrennt sind (und gewöhnlich terminiert). Das Instrument kann daher zyklisch automatisch über alle Wege laufen und die Verlustterme ohne manuellen Eingriff bestimmen.
Die Gleichungen (4–12) enthüllen einen Aspekt bei diesem Schema, das eine zusätzliche Annahme erfordert, um die Anzahl vollständiger Kalibrierungsschritte auf ein Minimum zu reduzieren. Dieser Aspekt betrifft die Tatsache, daß die Fehlerparameter e₁₀, e₃₂ und e'₂₃, e'₀₁ nicht individuell erscheinen, sondern in den Kombinationen ETF (e₁₀·e₃₂) und ETR (e'23·e'₀₁), welche als "die Übertragungsverfolgungsterme" bezeichnet werden. Keine Messung auf Kalibrierstandards allein kann wirklich diese Fehlerparameter isoliert bestimmen.
Dieses Problem mit den ETF- und ETR-Termen führt zur zweiten Annahme – Annahme 2: Reziprozität, welche die Entkopplung der Übertragungsverfolgungsterme in lokale Fehlerparameter durch Trennen der Produkte e₁₀·e₃₂ und e'₂₃·e'₀₁ in Produkte von Fehlerparametern ermöglicht, die lokal an dem einen oder anderen der Testports sind. Diese lokalen Fehlerparameter müssen nicht notwendigerweise gleich den fundamentalen Fehlerparametern e₁₀, e₃₂, e'₂₃ und e'₀₁ sein. Die zweite Annahme ist, daß die RF-Hardware-Komponenten in der Switchbox 30 und im Netzwerkanalysator 10 reziprok sind. Diese Annahme, welche experimentell wohl überprüft ist, ist sehr vernünftig, da nicht reziproke RF-Komponenten so wie Isolatoren oder Zirkulatoren nicht in solcher Testausrüstung eingesetzt werden. Als Folge der Reziprozitätsannahme folgt, daß die Verhältnisse
unabhängig von dem speziellen Testport (P1–P4) sind. Dies ist eine schwächere Annahme als strickte Reziprozität (das heißt e₁₀ = e₀₁ und e'₃₂ = e'₂₃). Strikte Reziprozität ist nicht allgemein gültig, da, zusätzlich zu Hardwareeffekten, die Hardwareeffektparameter e₁₀, e₀₁, e'₃₂ und e'₂₃ auch die Effekte von Phasen- und Amplitudenversatzen zwischen den VNA-Samplern umfassen.
Die Verhältnisse ⌈F, ⌈R können nicht explizit bestimmt werden, aber da sie unabhängig von dem speziellen Testport sind, löschen sie sich in den Endberechnungen aus. Wenn diese Annahme gemacht ist, sind die fundamentalen Fehlerparameter (e₁₀, e₀₁, e₃₂, e'₂₃, e'₃₂ und e'₀₁) für einen speziellen Testport gegeben durch:
Aber wie oben angemerkt ist es allgemein nicht möglich, explizit ⌈_F, ⌈_R zu bestimmen. Dies ist kein Problem bei der vorliegenden Erfindung, da bei der Konstruktion der Fehlerterme (speziell ETF und ETR) für die nicht kalibrierten Wege, die ⌈-Terme an sich auslöschen. Das Entkopplungsverfahren erfordert daher nur die Berechnung der separaten Parameter

welche lokalisiert werden können an einem der Testports des Testwegs. Die Parameter e 32 und e'01 sind identisch zu e₃₂ und e'₀₁, außer daß die ⌈-Terme fehlen. Da diese Terme sich in den Endgleichungen (siehe Gleichungen 31 und 32, unten) auslöschen, ist es nur notwendig, die Verhältnisse zu bestimmen, die definiert sind durch e 32 und e'01, um das geeignete Fehlermodell für die nicht kalibrierten Testwege zu konstruieren.
Diese Berechnungen erfordern hingegen die Einschätzung der komplexen Quadratwurzel der ERF- und ERR-Terme. Diese Quadratwurzeloperation ist inhärent ambivalent bezüglich des Vorzeichens und ohne daß die Vorzeichen der Wurzeln konsistent für alle Wege gewählt werden, können alle nachfolgende Messungen vollständig ungültig sein. Die bevorzugte Methodik der vorliegenden Erfindung löst dieses Vorzeichenambivalenzproblem durch ein erstes Ausführen einer Linearextrapolation zur Nullfrequenz für die Reflektionsverfolgungsfehlertermphasendaten jedes Testports und dann durch Berechnen der Größe und absoluten Phase des Terms bei einem konsistenten Abschnitt. Durch Sicherstellen, daß die Nullfrequenzabschnitte konsistent sind (idealerweise identisch), wird die Vorzeichenambivalenz aufgelöst.
Dieses bevorzugte Kalibrierverfahren erfordert, daß die Testports P1–P4 in Paaren in solch einer Weise kalibriert werden, daß jeder Testport in wenigstens einem Paar umfaßt ist. Das Verbindungsschema könnte daher (P1, P2), (P3, P4) für das hypothetische Vierport-Testsystem sein, das in 1 gezeigt ist, obwohl jede andere physikalisch passende Paarung verwendet werden könnte. Für jedes ausgewählte Paar von Testports wird dann ein vollständiges 12-Termkalibrierverfahren ausgeführt. In jedem Schritt werden Kalibriermessungen mit den Ports des Netzwerkanalysators (Port 1, Port 2), verbunden mit den Testports (P1–P4), in beiden möglichen Richtungen gemacht. Wenn die Übertragungsmessungen gemacht werden, werden zusätzlich Reflektionsmessungen an jedem Testport in seinem terminierten Zustand gemacht. Die Gesamtzahl von Vorgängen, die durch den Testtechniker ausgeführt wird, ist exakt die gleiche für eine konventionelle 12-Termkalibrierung, aber in diesem Fall führt der Analysator beträchtlich mehr Messungen auf jeder Kalibrierkomponente aus.
Die Fehlerterme für die Wege 1 und 3 (P1–P2, P3–P4) sind dann bekannt für die aktuellen Messungen auf diesen Testports. Durch Entkoppeln der Fehlerterme, die zugeordnet sind zu diesen gemessenen Testwegen, in lokale Fehlerparameter, welche zugeordnet sind zu speziellen Testports über die Unabhängigkeitsannahme, kann jeder Testport jedes Weges unabhängig von den anderen behandelt werden. Die Fehlerterme für die verbleibenden Wege (2, 4, 5 und 6) können dann aus den lokalisierten Fehlerparametern für die beiden Testports in dem jeweiligen Weg konstruiert werden. Dieses Verfahren wird unten detaillierter beschrieben.
Nun übergehend zu den verbleibenden Figuren der Zeichnung, beschreiben 4–6 detaillierter die Verfahrensschritte, die ausgeführt werden durch ein S-Parametermeßsystem, das programmiert ist, um gemäß der vorliegenden Erfindung zu funktionieren. 4 ist ein Flußdiagramm einer bevorzugten Folge von Schritten zum Kalibrieren des n-Port-S-Parameter-Meßsystems wie in 1 gezeigt. 5 ist ein Flußdiagramm einer bevorzugten Reihe von Schritten zum Entkoppeln der Vorwärts- und Rückwärtsfehlerverfolgungsterme in dem 12-Term-Fehlermodell. Und 6 ist eine Auftragung, die den Nullfrequenzphasenextrapolationsschritt zeigt, der verwendet wird, um die Vorzeichenambivalenz bei der Quadratwurzelberechnung von Vorwärts- und Rückwärtsreflexionsverfolgungstermen aufzulösen.
Das bevorzugte hier diskutierte Verfahren ist anwendbar auf alle RF-Messungen, die gemacht werden unter Verwendung eines VNA (oder anderer äquivalenter Vorrichtung) zum Charakterisieren der S-Parameter einer DUT. Zur Einfachheit ist die Diskussion des bevorzugten Verfahrens begrenzt auf das 12-Termfehlermodell, das gezeigt ist in 2 und 3, aber ist gleichfalls gültig für andere Fehlermodelle. Die Erfindung ist geeignet für viele unterschiedliche Implementierungen. Sie kann implementiert werden als ein Betriebsverfahren. Sie kann implementiert werden als ein System oder eine Vorrichtung, welches/welche Computer-Software-(oder Firmware-)Programmierung zum Ausführen des bevorzugten Betriebsverfahrens umfaßt. Sie kann implementiert werden als ein Herstellungsgegenstand (das heißt eine Reihe computerimplementierter Schritte, die gespeichert ist auf einem magnetischen Medium wie einer Floppy Disk, CD-ROM oder anderen tragbaren Speichervorrichtungen). Dies sind nur einige von vielen Implementierungen, die die vorliegende Erfindung annehmen kann.
Die folgende Diskussion der bevorzugten Methodik nimmt an, daß eine hypothetische Vierport-DUT verbunden ist mit einem VNA über eine 2-zu-4-Schaltmatrix wie gezeigt in 1. Die Konfiguration erlaubt Port 1 oder Port 2 (26, 28) des VNA, zu jedem von einem der Testports P1–P4 (52–58) geschaltet zu werden. Die vier Testports der Vorrichtung im Test (DUT) werden J1–J4 bezeichnet. Bei aktueller S- Parametercharakterisierung (welche der Kalibrierung folgt) werden diese Ports (J1–J4) mit den Testports (P1–P4) verbunden.
Um die DUT vollständig zu charakterisieren, werden Daten für jeden der sechs Wege J1–J2, J2–J3, J3–J4, J4–J1, J1–J3 und J2–J4 der Vorrichtung benötigt. Jeder Weg ist gekennzeichnet durch zwei 12-Term-Fehlermodelle, welche gewählt werden für jeden der beiden möglichen Werte zum Verbinden der gewählten Testports (P1–P4) des VNA 10. Dies würde normalerweise zwölf auszuführende vollständige Zweiportkalibrierungen erfordern, wie in Tabelle 1.0 gezeigt, die unten ausgeführt ist. Da hingegen die Messungen für ein vorgegebenes Paar von Testports automatisch ausgeführt werden, können beide Richtungen in einem Vorgang kalibriert werden und daher müssen nur sechs Paare von Ports verbunden werden, um das System vollständig zu kalibrieren. Gemäß den konventionellen Methodiken sind daher für ein n-Portsystem n(n – 1)/2 solcher Paarungen erforderlich. Tabelle 1.0 – Konventionelle Kalibrierwegverbindung für eine Vierportvorrichtung
Durch Verwenden des n/2-Kalibrierverfahrens, das unten beschrieben ist, müssen nur vier Wege wie in Tabelle 2.0 definiert, kalibriert werden. Diese vier Wege werden kalibriert unter Verwenden von lediglich n/2 = 2 Verbindungen, P1–P2 und P3–P4, da der VNA automatisch in beide Richtungen messen kann. In diesem Fall werden die fehlenden acht Kalibrierungen konstruiert unter Verwendung von Fehlerdaten aus den aufgenommenen. Man bemerke, daß für Vorrichtungen mit einer ungeraden Anzahl von Ports die erforderliche Anzahl von Portpaarungen (n + 1)/2 eher als n/2 ist. Tabelle 2.0 – n/2-Kalibrierwegverbindung für eine Vierportvorrichtung
Nun zu den 4 und 5 kommend wird die bevorzugte n/2-Kalibrierungsmethodik beschrieben. Diese Methodik wird bevorzugt in Form von Softwareanweisungen implementiert, die in den Speicher 14 der VNA 10 gespeichert sind. Diese Softwareanweisungen können installiert werden in den VNA-Speicher über eine Floppy Disk oder ein anderes tragbares Medium oder sie können permanent in dem VNA-Speicher wie in einem ROM, Flash-ROM, EEPROM oder anderem Typ von Speichervorrichtung installiert sein.
Der erste Schritt des Verfahrens 80 ist es, die gewünschten n/2-Testportpaarungen auszuwählen. Jeder Testport muß an wenigstens einer Paarung teilhaben. Für eine DUT mit geradzahligen Ports wie für eine Vierportvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, werden zwei Testportpaarungen (4/2 = 2) ausgewählt. Die Testportpaarungen könnten zum Beispiel P1–P2 und P3–P4 sein, obwohl diese Auswahl von Portpaarungen willkürlich ist. Wenn die hypothetische Vorrichtung eine Fünfportvorrichtung war, wären drei Testportpaarungen (5 + 1)/2 = 3 notwendig. Sind einmal die n/2-Testportpaarungen bestimmt, dann wird eine vollständige Standardkalibrierung auf den Paarungen 82 durchgeführt.
Dieser vollständige Kalibrierungsschritt kann gemäß verschiedenen wohl etablierten und veröffentlichten Techniken wie SOLT (Short Open Load Through), LRM (Line Reflect Match) oder TRL (Through Reflect Line) durchgeführt werden oder kann unter Verwendung jeder geeigneten Kombination von Kalibrierkomponenten gemacht werden. Unabhängig von der verwendeten Technik beruht jedes Verfahren auf der Messung bestimmter Kalibrierkomponenten, um die Fehlerbeiträge bei dem 12-Termmodell aufzulösen (oder welches andere Modell auch immer verwendet wird). Um die 12 unbekannten Mengen dieser Modellgleichungen zu lösen, müssen 12 unabhängige Messungen bei den Testports gemacht werden. Ein typisches Verfahren involviert Reflektionsmessungen auf drei bekannten Impedanzstandards an jedem der beiden Testports (6 Messungen), Übertragungs- und Reflektionsmessungen an einer Durchgangsverbindung mit bekannten Eigenschaften (4 Messungen) und Übertragungsmessungen mit den getrennten und abgestimmten Ladungen terminierten Testports (2 Messungen).
Für jedes Testportpaar, das vollständig kalibriert ist, werden die gemessenen S-Parameter bei Schritt 84 gespeichert. Diese Daten können im Speicher 14 des VNA 10 gespeichert werden oder können zu einem PC oder einer Workstation übertragen werden, der/die gesteuert wird durch das Kalibriersystem. Das vollständige Kalibrierungsverfahren fährt fort (86, 82) bis jedes der ausgewählten n/2-Testportpaare kalibriert ist und die jeweiligen S-Parameter werden gespeichert 86.
Die Steuerung des Kalibriersystems schreitet dann fort zu Schritt 90, in welchem die gemessenen S-Parameter, die beim Kalibrierverfahren (82) gesammelt sind, verwendet werden, um die Fehlerterme (EDF, ESF, ELF, EXF, ERF, ETF, EDR, ESR, ELR, EXR, ERR und ETR) zu berechnen, welche mit jedem Testportpaar verbunden sind. Diese Fehlerterme werden berechnet unter Auflösen der 12-Term-Standardfehlermodellgleichungen (4–12) und diese Werte werden im System bei Schritt 88 gespeichert.
Sind die Fehlerterme für gemessene Testportpaarungen in Schritt 90 berechnet, so schreitet die Steuerung des Kalibriersystems zu Schritt 92, in welchem die Fehlerterme, welche verbunden sind mit den Testportpaarungen, entkoppelt werden in Fehlerparameter, die an den individuellen Testport lokalisiert sind, mit welchem sie durch die Unabhängigkeitsannahme verbunden sind. Die lokalen Fehlerparameter werden dann pro Testport zur Verwendung beim Konstruieren des Fehlermodells für die nicht gemessenen Wege gespeichert.
Es gibt zwei Wege, auf welchen die Fehlerterme von dem Portpaar in lokalisierte Parameter entkoppelt werden, welche mit genau einem der Testports verbunden sind. Der erste Weg betrifft die Übertragungsverfolgungsterme (ETF, ETR) und wird unten in Verbindung mit 5 und 6 sorgfältiger beschrieben. Der zweite Weg (der weniger komplex als der erste ist) betrifft die verbleibenden Fehlerterme. Diese Terme werden entkoppelt von der Portpaarung durch Lösen des Terms von dem Portweg, der kalibriert ist und durch Zuordnen der Fehlerparameter, die den Term umfassen, zu einem der jeweiligen Testports, die den Weg bilden.
Man betrachtet zum Beispiel die Testportpaarung P1–P2, wo P1 an Port 1 des Analysators verbunden ist und P2 verbunden ist an Port 2 (das heißt Weg 1). Für diese Konfiguration können die Fehlerterme EDF, ESF, ERF, ELF, EDR, ESR, ERR und ELR entkoppelt werden von dem Testweg (Weg 1) in lokale Fehlerparameter e₀₀, e₁₁, e₁₀·e₀₁, e₂₂, e'₃₃, e'₂₂, e'₂₃·e'₃₂ und e'₁₁ durch Trennen dieser Terme von der Testportpaarung (Weg 1) und Zuordnen der lokalen Parameter zu individuellen Testports (P1 oder P2). Da P1 an Port 1 des Analysators verbunden ist, würden dann in diesem Beispiel lokale Parameter e₀₀, e₁₁, e₁₀·e₀₁ und e'₁₁ zugeordnet zu Testport P1 und die lokalen Parameter e₂₂, e'₃₃, e'₂₃·e'₃₂ und e'₂₂ würden zugeordnet zu Testport P2. Auf diese Weise können Fehlerterme, die gekoppelt waren an und zugeordnet zu der Testportpaarung, entkoppelt werden von dem Paar in lokalisierte Fehlerparameter, die mit nur einem Testport des Paars verbunden sind.
Nun zu 5 kommend, wird ein Flußdiagramm dargelegt, das eine bevorzugte Reihe von Schritten zum Entkoppeln der Vorwärts- und Rückwärtsfehlerverfolgungsterme in lokale Fehlerparameter zeigt. Dieser Entkopplungsvorgang trennt die Fehlerverfolgungsterme in lokalisierte Fehlerparameter wie folgt:
√e10·e01 = √ERF und
welche lokalisiert sind an einem der Ports und √e'32·e'23 = √ERR und
welche lokalisiert sind an den anderen Testport des Paares. Wie oben bemerkt, sind die Parametere -32 und e -'01 identisch zu e₃₂ und e'₀₁ außer, daß die ⌈-Terme fehlen. Wie in Gleichungen 31 und 32 gezeigt, löschen sich diese Terme hingegen aus, und daher ist es nur notwendig, die Verhältnisse zu bestimmen, die definiert sind durch e -32 und e -'01, um die nicht kalibrierten Testwege geeignet zu konstruieren.
Gemäß diesem Verfahren wird zuerst angenommen, daß die Testports reziprok sind (Schritt 104), das heißt die Verhältnisse
sind unabhängig von dem Testport, da die RF-Testhardware reziprok ist. Ist diese Annahme gemacht, schreitet das Steuersystem zu Schritt 106, bei welchem die komplexe Quadratwurzel der ERF- und ERR-Terme berechnet wird unter Verwendung von Daten aus Schritt 108, um die Vorzeichenambivalenz dieser Quadratwurzelterme aufzulösen (Schritt 108 ist detaillierter unten beschrieben). Wenn die Vorzeichenambivalenz der Quadratwurzel von ERF und ERR aufgelöst ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 110, bei welchem die Fehlerparameter e -32 und e -'01 gemäß den folgenden Gleichungen berechnet werden:
Sind die Fehlerverfolgungsterme getrennt in diese lokalisierten Parameter, können die ETF- und ETR-Terme für die nicht kalibrierten Testwege in folgender Weise konstruiert werden: (Siehe Tabelle 3.0)
und wobei √e10·e01 = √ERF und
lokale Fehlerparameter sind, die zugeordnet sind zu einem der Testports in dem zu konstruierenden Weg und wobei √e'32·e'23 = √ERR und
lokale Fehlerparameter sind, die zu dem anderen Testport in dem zu konstruierenden Weg zugeordnet sind.
Da e₃₂ und e'₀₁ lokal an speziellen Testports sind und da ⌈_R und ⌈_F unabhängig von dem Testport sind, folgt, daß e -32 und e -'01 auch lokale Fehlerparameter sind. Gleichungen (31) und (32) drücken daher ETF und ETR als Produkte von Fehlerparametern aus, die explizit bestimmt werden können und zu einem speziellen Testport lokalisiert sind.
Die richtigen Vorzeichen (+/–) der √ERF- und √ERR-Terme (welche berechnet werden in den Schritten 106 und 108 von 5), werden bestimmt durch Entpacken der Phasendaten dieser Terme und dann Rückextrapolieren auf die 0 Hz-Phase. 6 ist eine Auftragung, die den Nullfrequenzphasenextraktpolationsschritt zeigt. Die X-Achse der Auftragung 124 zeigt die Frequenz in Hz und die Y-Achse zeigt die Phase, gemessen in Grad. Die Datenauftragungen 126, 128 zeigen die ERF-Daten (oder ERR-Daten) für jeden der Testports (als durchgezogene Linien) und die extrapolierten Daten als gestrichelte Linien.
Diese Kurven 126, 128 werden extrapoliert auf 0 Hz unter Verwendung einer geradlinigen Regression. Obwohl solch eine geradlinige Regression geeignet ist für ein koaxiales System, könnte eine komplexere Extrapolationen eingesetzt werden für einen Wellenleiter oder ein gemischtes Koaxial-/Wellenleitersystem. Die Phase von ERF (oder ERR) kann in Vielfachen von 360° versetzt sein, ohne die Daten zu beeinflussen. Der Versatz (ganzzahliges Vielfaches von 360°) wird willkürlich gewählt, so daß der 0 Hz-Abschnitt im Bereich von –180° bis +180° ist. Mit dieser Wahl von Phasenversatz sind die Quadratwurzelterme für ERF (oder ERR) über alle Testports konsistent und Fehler, die zugeordnet mit der Vorzeichenambivalenz +/– in der Quadratwurzeloperation, werden eliminiert. Da die Quadratwurzelterme nur als Verhältnisse in den Endgleichungen erscheinen, ist die "absolute" Phase unwichtig, so lange wie die Vorzeichen konsistent sind. Die Vorzeichen aller Quadratwurzelterme könnten zum Beispiel umgekehrt werden, ohne die Gesamtberechnungen zu beeinträchtigen.
Aus den Auftragungen 126, 128 kann die absolute Phase von ERF oder ERR extrahiert werden. Durch Kennen der absoluten Phase des Fehlerterms bei der gewählten Frequenz, kann die Quadratwurzel genommen werden unter Verwendung des folgenden Ausdrucks in komplexer polarer Notation: (ERFj)1/2 = R1/2j ·e(iθj/2) j = 1, 2, 3, 4, 5, ..., n-ter Punkt (33) (EERj)1/2 = R1/2j ·e(iθj/2) j = 1, 2, 3, 4, 5, ..., n-ter Punkt (34)wobei R = das Modul oder die Größe der komplexen Zahl und θ = das Argument oder die Phase der komplexen Zahl. Diese Information wird bei Schritt 108 berechnet.
Sind die Übertragungsfehlerverfolgungsterme, welche den Testportpaarungen zugeordnet sind, in lokale Fehlerparameter entkoppelt, können diese Parameter zu einem spezifischen Testport in einer ähnlichen Weise wie die anderen Fehlerterme zugeordnet werden. Nun dem obigen Beispiel zurückkommend (Testportpaare P1–P2 verbunden mit Ports 1 und 2 des Analysators, jeweils) würden die Fehlerparameter e -'01 lokalisiert werden am Testport P1 (da er an Port 1 des VNA verbunden ist) und Parameter e -'32 würde zugeordnet zu Testport P2.
Zu 4 zurückkommend, schreitet, wenn die Fehlerterme einmal in ihre lokalen Parameter entkoppelt sind, die Steuerung des Systems zu Schritt 98. In diesem Schritt 98 wird das Fehlermodell für jeden der nicht gemessenen Wege konstruiert unter Verwendung der Fehlerparameter, die in Schritt 94 für alle individuellen Testports gespeichert sind. Unter Verwendung der Kalibrierdaten aus Weg 1 (P1–P2) und Weg 3 (P4–P3) kann zum Beispiel das Fehlermodell für Weg 5 (P1–P3) wie in Tabelle 3.0 gezeigt, konstruiert werden. Die Isolierterme (EXF, EXR) zwischen den Testports können in den meisten Anwendungen ignoriert werden. Wenn die Isolierterme erforderlich sind, werden sie gemessen mit den getrennten Testports, so daß keine zusätzliche Kalibrierung benötigt wird. Tabelle 3.0 – Zusammenfassung der Fehlertermkonstruktion
Dieses Fehlertermkonstruktionsverfahren wird möglich gemacht durch die Unabhängigkeits- und Reziprozitätsannahmen bezüglich der Testhardware. Diese Annahmen ermöglichen das Entkoppeln der Fehlerferme in lokale Fehlerparameter und die unabhängige Behandlung jedes Testports ungeachtet dessen, an welchen anderen Testport er verbunden ist. Testwege, die nicht gemessen werden können, können daher dennoch kalibriert werden unter Verwendung der gespeicherten Testfehlerparameter, die den individuellen Testports zugeordnet sind.
Sind die Fehlermodellterme für die nicht gemessenen Wege einmal konstruiert, so werden sie in Schritt 96 gespeichert. In einer ähnlichen Weise zu jener in Tabelle 3.0 gezeigten werden andere mögliche Portkombinationen (oder Wege), die nicht direkt kalibriert sind, konstruiert gemäß der Kombination von Testports, die angegeben ist in Tabelle 3.1. Man bemerke, daß jeder Weg konstruiert ist unter Verwendung von nur den n/2 = 2 (in diesem Fall) Kombinationen von Testports (P1–P2) und (P3–P4). Tabelle 3.1 – Zusammenfassung der Fehlertermkonstruktion für einen vollständigen Datensatz
Sind die Fehlerterme aller möglichen Wege erst einmal konstruiert, so schreitet die Steuerung des Systems zu Schritt 100, wo eine DUT 50 an das System für effektive S-Parameter-Messungen angehängt wird. Und schließlich bei Schritt 102 können diese gemessenen S-Parameter (S^M) für die DUT 50 korrigiert werden, um die aktuellen S-Parameter (S^A) durch Auflösen der oben angegebenen Standardgleichungen (4–12) unter Verwendung der Fehlerdaten zu ergeben, die bei den Schritten 88 und 96 gespeichert sind. Auf diese Weise können die aktuellen S-Parameter von jedem n-Port-DUT genau bestimmt werden unter Verwendung einer Kalibriermethodik, die nur n/2 vollständige Kalibriermessungen für das VNA-Testsetup erfordert.
Diese bevorzugte Methodik ergibt viele Vorteile gegenüber derzeit bekannten Kalibrierverfahren zum Messen der S-Parameter einer Multiport-DUT. Vorherrschend unter diesen vielen Vorteilen ist, daß sie vollständige Kalibrierung eines n-Porttestsystems mit höchstens n/2-Verbindungen zwischen den Testports erlaubt. Dies erlaubt im Gegenzug eine wahre n-Port-Fehlerkorrektur. Andere Vorteile der Verwendung der bevorzugten Methodik umfassen: (1) verminderte Kabelbiegung und Verträglichkeit mit starren und halbstarren Kabelsystemen; (2) die Systemfehlerdaten werden an jedem speziellen Testport lokalisiert; (3) erlaubt die Kalibrierung von Systemen mit gemischten Verbindungstypen (das heißt koaxial und Wellenleiter) ohne auf Standardadaptermodellen oder Adapterentfernungstechniken zu beruhen; und (4) die Technik erlaubt die vollständige Automatisierung des Kalibrierverfahrens durch Zulassen einer einzelnen Verbindung von jedem Paar von Testports in Verbindung mit elektronischen Kalibrierkits und Schaltmatrixtestsets von Dritten.
Ein spezieller Fall der oben diskutierten n/2-Kalibriermethodik vermindert die Anzahl von vollständigen Kalibrierungen sogar weiter, wenn ein Viersampler-VNA verwendet wird. Mit einer solchen Einrichtung ist es möglich, das System so zu kalibrieren, daß nur eine vollständige Zweiportkalibierung benötigt wird und n-2-Reflektionskalibrierungen. Diese Technik beruht auf der zusätzlichen Annahme, daß die Vorwärtsfehlerparameter äquivalent zu den rückwärtigen "gestarteten" Fehlerparametern sind (das heißt e₁₀ = e'₁₀). Diese Bedingung wird nur erfüllt, wenn ein Vier-Sampler-VNA eingesetzt wird, wie in 1 gezeigt, wohingegen das allgemeinere n/2-Verfahren anwendbar ist auf jede VNA-Konfiguration. In sowohl dem n/2-Verfahren als auch diesem Vier-Sampler-Verfahren werden alle Kalibrierungen ausgeführt mit jedem der Testports, verbunden an jeden der beiden VNA-Ports. Um diese Technik klar zu machen, wird das in 1 gezeigte DUT 50 drei willkürlichen Schnittstelltypen wie definiert in der Tabelle 4.0 hierunter zugeordnet. Tabelle 4.0 – DUT-Verbindungskonfiguration und -typ
Diese Konfiguration annehmend, kann das VNA-System kalibriert werden durch Ausführen einer vollständigen Zweiportkalibrierung zwischen den Testports P2–P4 und zwei Reflektionskalibrierungen, eine am Testport P1 unter Verwendung von 3,5 mm Kalibrierstandards und eine am Testport P3 unter Verwendung von TNC-Kalibrierstandards. Die vollständigen 12-Term-Fehlermodelle können dann konstruiert werden aus den Fehlertermen, die bei der Kalibrierung des Systems gesammelt werden. In dem in Tabelle 4.1 (unten) angegebenen Beispiel werden Testports P1 und P3 (52, 56) kalibriert unter Verwendung einer einzelnen Reflektionskalibrierung und Testports P2–P4 (Weg 6) werden kalibriert unter Verwendung einer vollständigen Zweiportkalibrierung. In ähnlicher Weise zu dem n/2-Verfahren werden beim Kalibrieren des Systems die Fehlerparameter für jeden der Ports bestimmt durch Entkoppeln und Lokalisieren der Parameter, so daß jeder Port unabhängig von den anderen behandelt werden kann.
Unter Verwendung der in Tabelle 4.1 unten dargelegten Gleichungen, können die Fehlerterme für Weg P1–P3 konstruiert werden unter Verwendung der gemessenen Fehlerparameter aus den Teilkalibrierungen von Ports 1 und 3 und der vollständigen Kalibrierung von Weg P2–P4. In einer ähnlichen Weise können die vier verbleibenden Kombinationen von Testports P1–P2, P1–P4, P2–P3 und P3–P4 konstruiert werden. Tabelle 4.1 – Beispiele einer Fehlentermkonstruktion für P1–P3
Obwohl K_f und K_r berechnet werden basierend auf Fehlerparametern von P1–P4, sind sie tatsächlich unabhängig von den Testports, von welchen sie gemessen werden, und können universell auf alle anderen Testports angewandt werden. Auf diese Weise kann ein n-Port-System kalibriert werden, unter einer vollständigen Zweiportkalibrierung und n-2-Reflektionskalibrierungen, was wiederum eine signifikante Verminderung von dem n/2-Fall ist.
Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungen werden nur beispielhaft dargestellt und sind nicht gemeint, um den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen, welche durch die Ansprüche definiert ist. Andere Elemente und Schritte könnten anstelle jener gezeigten verwendet werden.
ÜBERSETZUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig.4
Fig. 5
Fig. 6

Claims

Verfahren zum Kalibrieren eines Streuparameter-(S-Parameter)-Meßsystems zum Messen der S-Parameter eines Multiportgerätes mit n Ports, wobei n gleich oder größer als 2 ist und wobei das Meßsystem wenigstens n Testports hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: wenn n gerade ist, Wählen von n/2 Testportpaaren durch Zuweisen jedes der n Testports zu einem der n/2 Testportpaare oder, wenn n ungerade ist, Wählen von (n + 1)/2 Testportpaaren durch Zuweisen jedes der n Testports zu wenigstens einem der (n + 1)/2 Testportpaare, wobei jedes Testportpaar anhand eines Fehlermodells beschrieben wird, das mehrere Fehlerterme beinhaltet; Ausführen einer Vollkalibrierung an jedem der gewählten n/2 oder (n + 1)/2 Testportpaare und Speichern der von den Vollkalibrierungen resultierenden S-Parameter-Meßwerte in einem mit dem S-Parameter-Meßsystem assoziierten Speicher; Berechnen der Fehlerterme des Fehlermodells für jedes der n/2 oder (n + 1)/2 Testportpaare mittels der bei den Vollkalibrierungen erhaltenen S-Parameter-Meßwerte und Speichern dieser Fehlerterme in dem mit dem S-Parameter-Meßsystem assoziierten Speicher; Abkoppeln der mit den n/2 oder (n + 1)/Testportpaaren assoziierten Fehlerterme, mit Ausnahme von Verlusttermen, zu Fehlerparametern, die für den einen oder den anderen der Testports in dem Testportpaar lokal sind, indem angenommen wird, daß die Fehlerterme, mit Ausnahme der Verlustterme und der Übertragungsverfolgungsterme, für den einen oder den anderen der Testports in dem Testportpaar lokal sind, und unabhängig von der Wahl des anderen Ports in dem Testportpaar, und daß jeder der Übertragungsverfolgungsterme in ein Produkt aus einem Fehlerparameter lokal zum ersten Testport des Testportpaares und einem anderen Fehlerparameter lokal zum zweiten Testport in dem Testportpaar getrennt werden kann, und Speichern dieser lokalen Fehlerparameter in dem mit dem S-Parameter-Meßsystem assoziierten Speicher; und Konstruieren des Fehlermodells für jedes der Testportpaare, die in dem Auswahlschritt nicht für die Vollkalibrierung gewählt wurden, unter Verwendung der Parameter aus dem Abkopplungsschritt, die für jeden der Testports der nichtkalibrierten Testportpaare lokal sind, und Speichern der Fehlerterme dieser Fehlermodelle in dem mit dem S-Parameter-Meßsystem assoziierten Speicher.
Verfahren zum Kalibrieren eines S-Parameter-Meßsystems und zum Messen der S-Parameter einer zu testenden Vorrichtung (DUT), das die Schritte des Kalibrierungsverfahrens von Anspruch 1 und ferner die folgenden Schritte beinhaltet: Verbinden einer zu testenden Port-Vorrichtung (DUT) mit den Testports des S-Parameter-Meßsystems; Messen der S-Parameter der DUT; und Berechnen der Ist-S-Parameter der DUT durch Anwenden der gespeicherten Fehlerterme aus dem Berechnungsschritt und dem Konstruktionsschritt auf das Fehlermodell für jedes der Testportpaare.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Verfahren das Ausstatten des S-Parameter-Meßsystems mit einem Vektor-Netzwerkanalysator beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren das Ausstatten des Vektor-Netzwerkanalysators mit dem Speicher zum Speichern der Fehlerterme und Parameter für die Testportpaare beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei das Verfahren das Ausstatten des S-Parameter-Meßsystems mit einem Zwei-Port-Analysator beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren das Koppeln des Zwei-Port-Vektor-Netzwerkanalysators mit den n Testports über einen 2-zu-n-Schaltmatrix-Testsatz beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Verfahrensschritte von Anspruch 1 durch in einem Speicher im Vektor-Netzwerkanalysator gespeicherte Computersoftware-Befehle ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Vektor-Netzwerkanalysator von einem externen Computersystem gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verfahrensschritte von Anspruch 1 mit in einem Speicher im Computersystem gespeicherten Computersoftware-Befehlen ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Fehlermodell für die Testportpaare das standardmäßige 12-Term-Fehlermodell ist, das durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt wird:
wobei |S^A| die Determinante der Matrix S^A ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fehlermodell Vorwärts- und Rückwärts-Fehlerverfolgungsterme beinhaltet, die durch die folgenden Gleichungen angegeben werden: ERF = Vorwärtsreflexionsverfolgung = e10·e01 ETF = Vorwärtsübertragungsverfolgung = e10·e32 ERR = Rückwärtsreflexionsverfolgung = e'23·e'32 ETR = Rückwärtsübertragungsverfolgung = e'23·e'01.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Abkopplungsschritt ferner die folgenden Schritte beinhaltet: Setzen von
wobei ⌈_F und ⌈_R vom Testport unabhängig sind; Berechnen der komplexen Quadratwurzeln von ERF und ERR und Auflösen des Vorzeichens dieser Fehlerterme; Berechnen von
und Berechnen von
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Auflösungsschritt ferner die folgenden Schritte beinhaltet: lineares Extrapolieren der Phasendaten der Reflexionsverfolgungsterme zu einem gemeinsamen Schnittpunkt bei null Hz; Ermitteln der Absolutphase der extrapolierten Daten am gemeinsamen Schnittpunkt; und Berechnen von ERF und ERR mit einheitlicher Behandlung des Vorzeichens der komplexen Quadratwurzel unter Verwendung der Gleichungen:
wobei R_ERF das Modul oder die Größe von ERF, θ_ERF die Absolutphase von ERF, R_ERR das Modul oder die Größe von ERR und θ_ERR die Absolutphase von ERR sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Auflösungsschritt ferner die folgenden Schritte beinhaltet: lineares Extrapolieren der Phasendaten der Reflexionsverfolgungsterme auf null Hz; und einheitliches Berechnen des Vorzeichens der komplexen Quadratwurzel der Reflexionsverfolgungsterme durch Ermitteln der Größe und Absolutphase der extrapolierten Daten bei null Hz.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Abkopplungsschritt ferner die folgenden Schritte beinhaltet: Annehmen, daß die RF-Komponenten des S-Parameter-Meßsystems reziprok sind; und Trennen von ETF und ETR zu dem Produkt von einem Fehlerparameter lokal zum ersten Testport im Testportpaar und einem anderen Fehlerparameter lokal zum zweiten Testport in dem Testportpaar.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die lokalen Fehlerparameter Folgendes beinhalten:
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verfahrensschritte durch auf einem transportablen rechnerlesbaren Medium gespeicherte Computersoftware-Befehle ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vollkalibrierungen mit dem SOLT-(Short Open Load Through)-Verfahren, dem LRM-(Line Reflect Match)-Verfahren oder dem TRL-(Through Reflect Line)-Verfahren durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren das Bereitstellen des Speichers zum Speichern der S-Parameter-Meßwerte, der Fehlerterme und der lokalen Fehlerparameter für die Testportpaare beinhaltet, wobei der Speicher Flash-ROM, EEPROM oder EPROM ist.
Kalibriersystem für die Verwendung mit einem S-Parameter-Meßinstrument zum Messen der S-Parameter eines Multiportgerätes mit n Ports, wobei n gleich oder größer als 2 ist, wobei das Meßsystem wenigstens n Testports hat, wobei das Kalibriersystem zum Implementieren von Software-Befehlen zum Ausführen aller Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 10 bis 16 oder 18 angeordnet ist.
Speichermedium, auf dem Software-Befehle zum Ausführen aller Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 10 bis 16 oder 18 gespeichert sind.
Speichergerät, auf dem Softwarebefehle zum Ausführen aller Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 10 bis 16 oder 18 gespeichert sind.