JP2016528515A - 検査装置構成を校正する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、校正平面内に第１のポート（１１４）と第２のポート（１１８）とを有する２ポート検査対象（２０）を測定するための第１および第２の方向性結合器（２００，２０２）を有する検査装置を校正する方法であって、検査装置を校正するために、第１、第２、第３、第４、第５および第６の検査ポートを有するベクトルネットワークアナライザー（２０４）が、校正平面内の第１および第２のポートに、電磁波用の対応する導波路を介して、第１の検査ポート（２０６）が校正平面（１６）内の第１のポートに接続され、第２の検査ポート（２０８）が校正平面内の第２のポートに接続され、第３および第４の検査ポート（２１０，２１２）が第１の方向性結合器に接続され、第５および第６の検査ポート（２１４，２１６）が第２の方向性結合器に接続されるように接続される方法に関する。異なる校正基準に関して、所望の周波数点ごとに散乱パラメータが決定されて、方向性結合器を介した伝送を表す対応する散乱マトリクスを計算するために使用される。異なる校正基準に関して、補正された散乱マトリクスを得るために散乱マトリクスへの補正がなされる。補正された散乱マトリクスの散乱パラメータが、一方の検査ポートと他方のポートとの間の信号伝送に関して所定の校正アルゴリズムを用いて誤差マトリクスの項を決定するために使用される。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルのとおり、校正平面内に第１のポートと第２のポートとを有する２ポート検査対象（ＤＵＴ−被検査デバイス）を検査するための第１および第２の方向性結合器を有する検査装置を校正する方法であって、以下の方法に関する。
検査装置を校正するために、第１、第２、第３、第４、第５および第６の検査ポートを有するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）が、校正平面内の第１および第２のポートに、電磁波用の対応する導波路を介して、第１の検査ポートが校正平面内の第１のポートに接続され、第２の検査ポートが校正平面内の第２のポートに接続され、第３および第４の検査ポートが第１の方向性結合器に接続され、第５および第６の検査ポートが第２の方向性結合器に接続されるように接続される。

第１の検査ポートにおいて、電磁波ａ_１が校正平面内の第１のポートの方向に進出し、電磁波ｂ_１が校正平面内の第１のポートの方向から進入する。
第２の検査ポートにおいて、電磁波ａ_２が校正平面内の第２のポートの方向に進出し、電磁波ｂ_２が校正平面内の第２のポートの方向から進入する。
校正平面内の第１のポートにおいて、電磁波ａ_{ＤＵＴ，１}が第１の検査ポートの方向から進入し、電磁波ｂ_{ＤＵＴ，１}が第１の検査ポートの方向に進出する。
校正平面内の第２のポートにおいて、電磁波ａ_{ＤＵＴ，２}が第２の検査ポートの方向から進入し、電磁波ｂ_{ＤＵＴ，２}が第２の検査ポートの方向に進出する。

第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間において、波ａ_１の成分が第１の方向性結合器によってａ_{Ｍｅｓｓ，１}として取り出されてＶＮＡの第３の検査ポートに供給される。
第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間において、波ｂ_１の成分が第１の方向性結合器によってｂ_{Ｍｅｓｓ，１}として取り出されてＶＮＡの第４の検査ポートに供給される。
第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間において、波ａ_２の成分が第２の方向性結合器によってａ_{Ｍｅｓｓ，２}として取り出されてＶＮＡの第５の検査ポートに供給される。
第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間において、波ｂ_２の成分が第２の方向性結合器によってｂ_{Ｍｅｓｓ，２}として取り出されてＶＮＡの第６の検査ポートに供給される。

検査装置を校正するために、ＤＵＴの代わりに少なくとも３つの異なる校正基準が校正平面内に配置される。
校正基準Ｋごとに、および、ａ_１またはａ_２の周波数ｆの所望の周波数点ごとに、ｘ＝１，２，３，４，５または６でありｙ＝１または２である散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}が、校正基準Ｋおよび周波数ｆに関してＶＮＡのｙ番目およびｘ番目の検査ポートの間で、既知の値ａ_{１，Ｋ，ｆ}およびａ_{２，Ｋ，ｆ}から、ならびに、測定された値ｂ_{１，Ｋ，ｆ}，ｂ_{２，Ｋ，ｆ}，ａ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}，ａ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}，ｂ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}から決定され、それにより、以下のとおりである。

方向性結合器を介した伝送を表す以下の散乱マトリクスＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}が、

ｘ＝３，４，５，６でありｙ＝１，２である校正基準の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}から、以下によって散乱パラメータＳ_{１１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{１２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{２１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}およびＳ_{２２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}により計算される。

ＶＮＡの第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間の伝送を一方で表し、ＶＮＡの第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間の伝送を他方で表す散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}が、ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である校正基準の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により以下として決定される。

ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により、以下の誤差マトリクスＩ_Ａの項ｉ_００，ｉ_０１・ｉ_１０およびｉ_１１が、

一方の第１の検査ポートと他方の校正平面内の第１のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｉ_Ａは以下による散乱マトリクスである。

ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により、以下の誤差マトリクスＩ_Ｂの項ｉ_２２，ｉ_２３・ｉ_３２およびｉ_３３が、

一方の第２の検査ポートと他方の校正平面内の第２のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｉ_Ｂは以下による散乱マトリクスである。

高周波およびマイクロ波技術における最も重要な測定タスクの１つは、反射率の測定、または一般に、マルチポートの場合には、散乱パラメータの測定を包含する。被検査デバイス（ＤＵＴ）の線形表現可能なネットワーク挙動は、散乱パラメータによって特徴付けられる。しばしば関心の的となるのは単一の測定周波数での散乱パラメータばかりでなく、有限に広域な測定帯域幅にわたるそれらの周波数依存性である。関連する測定方法は、ネットワーク分析と呼ばれる。対象の測定タスクにおける位相情報の重要度に応じて、散乱パラメータは、量に関してのみ測定されてもよく、または、複合測定として測定されてもよい。第１のケースでは、スカラネットワーク分析が言及され、第２のケースでは、ベクトルネットワーク分析が言及される。方法、ポートの個数および測定周波数範囲に応じて、ネットワークアナライザーは、ホモダインまたはヘテロダイン原理により機能する検査信号源およびレシーバから構成される多少複合的なシステムである。測定信号は、未知の非理想的な特性を持つケーブルおよびその他の構成要素を介して、被検査デバイスに供給されて再び戻るため、ネットワーク分析においてはランダム誤差に加えてシステム誤差も発生する。検査装置の未知のパラメータのうち可能な限り多くを決定することが目的である校正測定によって、システム誤差は、一定限度内で極減されうる。誤差モデルの範囲が大きく異なり、したがって複雑さおよび効率が異なる、非常に多くの方法および戦略が存在する。（非特許文献１）

しかし、そのような校正方式で測定された散乱パラメータが表すのは、線形で時不変の被検査デバイスのみである。Ｘパラメータは、散乱パラメータの、同様に周波数で規定される非線形の被検査デバイスへの拡張を表現する（非特許文献２）。しかし、各被検査デバイスは、時間ドメイン内でのポートでの電流および電圧または絶対波量の測定によっても表されうる。時間ドメインでの測定は本質的に、例えば被検査デバイスまたはその入力信号の非線形性ならびに経時変化から生じる全てのスペクトル成分を含む。そのような時間ドメイン測定も校正を必要とする。しかし、上述の校正方法は、相対値（散乱パラメータ）の決定のみが可能であるため、絶対値を測定するためには、修正なくしては適用され得ない。

非常に多種多様な非線形成分の使用は高周波技術の分野において必須であるため、そのような回路要素の挙動を表すことができることには高い関心が持たれる。線形成分挙動の散乱パラメータに類似したモデルによって、回路シミュレーションにおいて予め非線形性が考慮されうる。正確で信頼できる結果を得るために、先ずこの検査装置構成を校正することが必要である。校正は、非理想的な測定で必然的に起こるシステム誤差を排除するように働く。これが、最終結果が被検査デバイス（ＤＵＴ）の挙動のみを表し、例えば、装置構成の供給ケーブルまたはその他の要素の、例えば周波数依存性減衰等の如何なる影響も含まないことを保証する。

検査装置または検査装置構成のシステム誤差を決定するために、その誤差項を決定することが必要である。誤差項は、通常はマトリクスの形態、誤差マトリクスで記述される。これは、検査装置と、校正が実行されることになっているシステム平面（校正平面）との間の２ポートを表す。校正平面は、被検査デバイス（ＤＵＴ）の入力ポートと通常は一致する。校正過程中に、ほとんどの場合３つ（いくつかの方法では４つまたは５つ）の異なる校正基準がＶＮＡで測定される。校正方法に応じて、基準の異なる特性が指定される（非特許文献３）。個々の校正ステップの測定結果に基づいて誤差項が先ず決定された後、これらは次にＤＵＴで実行される測定からシステム誤差を排除する補正計算のために使用されうる。

Uwe Siart; "Calibration of Network Analysers"; 4 January 2012 (Version 1.51); 1461546837751_0.pdf D. Root et al: "X-Parameter: The new paradigm for describing non-linear RF and microwave components". In: tm - Technisches Messen No. 7-8, Vol. 77, 2010 HIEBEL, Michael: Basic Principles of Vectorial Network Analysis. 1st edition, Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, 2006

本発明は、回路シミュレーションにおいて非線形性を予め考慮することを可能にするモデルを作成するためにその出力が使用されうる、非線形成分のための時間ドメイン測定方法を開発するという課題に基づくものである。

この課題は、本発明によれば、請求項１を特徴付ける特徴を持つ上述のタイプの方法によって解決される。本発明の有利な態様は、さらなる請求項に記載されている。

上述のタイプの方法において、本発明によれば、ａ_１またはａ_２の周波数ｆでの周波数ステップごとに、および、校正基準Ｋごとに、散乱マトリクスＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}の補正が実行されて以下の式による補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}を生成し、

ここで、Ｄ＝１−σ_１２σ_２１Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}であり、Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{５１，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{６１，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第１の検査ポートを介して供給して第２の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表し、Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{３２，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{４２，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第２の検査ポートを介して供給して第１の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表す。

散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}の散乱パラメータにより、以下の誤差マトリクスの項ｅ_００，ｅ_０１・ｅ_１０およびｅ_１１が、

一方の第３および第４の検査ポートと他方の校正平面内の第１のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｅ_Ａは以下による散乱マトリクスである。

散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}の散乱パラメータにより、以下の誤差マトリクスの項ｅ_２２，ｅ_２３・ｅ_３２およびｅ_３３が、

一方の第５および第６の検査ポートと他方の校正平面内の第２のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｅ_Ｂは以下による散乱マトリクスである。

積ｉ_０１・ｉ_１０からの分離項ｉ_０１およびｉ_１０、ならびに、積ｉ_２３・ｉ_３２からの分離項ｉ_２３およびｉ_３２が、以下の式により決定される。

および

既知の位相の周波数点から出発して、連続した外挿により符号がそれぞれ決定され、ある周波数点から次の周波数点への位相差が、この位相差が所定の閾値を超過した場合に１８０°減らされる。

積ｅ_１０・ｅ_０１からの分離項ｅ_１０が以下の式により計算され、

これから分離項ｅ_０１が決定され、それにより、以下のとおりであり、

Ｋ^＊は伝送のない校正基準を示す。

積ｅ_３２・ｅ_２３からの分離項ｅ_２３が以下の式により計算され、

これから分離項ｅ_２３が決定され、それにより、以下のとおりであり、

Ｋ^＊は伝送のない校正基準を示す。

これは、校正平面における絶対波量ａ_{ＤＵＴ，１}，ａ_{ＤＵＴ，２}，ｂ_{ＤＵＴ，１}，ｂ_{ＤＵＴ，２}が方向性結合器で測定された値ａ_{Ｍｅｓｓ，１}，ａ_{Ｍｅｓｓ，２}，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１}およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}から決定されうるように、誤差マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂの全ての個々の要素が既知であるという利点を有する。同時に、方向性結合器の品質または指向性は、マトリクスＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}の補正による校正によって考慮されるため、測定結果に影響を及ぼさない。しかし、指向性はゼロより大きくなければならない。

切り替えにより、ＶＮＡの第３および第４の検査ポートが付加的に第５および第６の検査ポートとして使用されうる結果、波ａ_{Ｍｅｓｓ，２}およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}がＶＮＡの第５および第６の検査ポートで測定されるのとは別の時間に波ａ_{Ｍｅｓｓ，１}およびｂ_{Ｍｅｓｓ，１}がＶＮＡの第３および第４の検査ポートで測定されることによって、検査ポートを４つだけ持つＶＮＡの使用が可能になる。

２ポートの校正の７項モデルを使用するために、誤差マトリクスＥ_Ａの項ｅ_００，ｅ_０１・ｅ_１０およびｅ_１１ならびに誤差マトリクスＥ_Ｂの項ｅ_２２，ｅ_２３・ｅ_３２およびｅ_３３が、補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}からＴＲＬアルゴリズムによって決定され、誤差マトリクスＩ_Ａの項ｉ_００，ｉ_０１・ｉ_１０およびｉ_１１ならびに誤差マトリクスＩ_Ｂの項ｉ_２２，ｉ_２３・ｉ_３２およびｉ_３３が、散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}からＴＲＬアルゴリズムによって決定される。

ＴＲＬアルゴリズムに以下のタイプの３つの異なる校正基準：「スルー」（直通接続）タイプの第１の校正基準、「反射」（不整合終端）タイプの第２の校正基準および「ライン」（遅延ライン）タイプの第３の校正基準が使用され、校正基準「反射」の反射率がゼロに等しくなく、校正基準「反射」での反射の位相が±９０°に予め厳密に決定され、同一の校正基準「反射」がＶＮＡの全ての検査ポートに使用され、校正基準「スルー」のラインインピーダンスが校正基準「ライン」のラインインピーダンスに実質的に対応し、校正基準「スルー」の電気的長さが定義上０であり、校正基準「ライン」の電気的長さがｎ・λ／２に等しくなく、ここで、λ＝波長でありｎは１以上の整数であり、Ｋ＝「反射」、「ライン」または「スルー」でありＫ^＊＝「反射」であることによって、特に数的に安定した信頼性の高い測定結果を生成するＴＲＬアルゴリズムが達成される。

校正基準「スルー」の電気的長さに対する校正基準「ライン」の電気的長さの差Δφに関して、以下のとおりであり、

ここで、δ≧２０°であることによって、本方法の数的安定性の改善が達成される。

ＴＲＬアルゴリズムが、以下のように入力値Ｓ_{ｃ，Ｋ，ｆ}またはＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}から出力値Ｅ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂを決定することによって、特に容易に実施可能な計算方法が得られる。

マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂの項が、それらの対応する以下の伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項によって決定され、

および

ここで、以下が、

Ｔ_Ａ＝（Ｅ_Ａの伝送マトリクス）、および、Ｔ_Ｂ＝（Ｅ_Ｂの伝送マトリクス）に応じ、以下が、

Ｔ_Ａ＝（Ｉ_Ａの伝送マトリクス）、および、Ｔ_Ｂ＝（Ｉ_Ｂの伝送マトリクス）に応じ、校正平面Ｔ_ＤＵＴ内のＤＵＴの所望のシステム誤差のない伝送マトリクスに関して、以下のとおりであり、

Ｔ_Ｍは、ＶＮＡの検査ポートで測定された散乱マトリクスから決定された伝送マトリクスである。

７つの値ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ，ｒ_２２ｐ_２２を決定するために、校正基準「スルー」の伝送マトリクスＴ_Ｔおよび校正基準「ライン」の伝送マトリクスＴ_Ｄが、ＶＮＡの検査ポートでそれぞれ測定されたこれらの校正基準の散乱マトリクスから決定され、ここで、以下のとおりであり、

Ｔ_Ｌは、校正平面内の校正基準「ライン」の伝送マトリクスであり、以下として規定され、

ｌはラインの実際の物理的長さであり、γ￣は伝播定数であってγ￣＝α￣＋ｊβ￣であり、α￣は減衰定数であり、β￣は位相定数である。

二次方程式に対して、量的に少ない解ｂを決定するために、および、量的に多い解ａ／ｃを決定するために、以下が計算される。

ｒ_２２ｐ_２２を決定するために、以下の式が計算される。

γ，β／αおよびａαを決定するために、以下の式が計算される。

ａを決定するために、符号が既知である反射率Γ_Ｒを持つ伝送のない校正基準「反射」の値ｂ_{Ｍｅｓｓ，１，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}およびａ_{Ｍｅｓｓ，１，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}ならびにｂ_{Ｍｅｓｓ，２，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}およびａ_{Ｍｅｓｓ，２，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}が、誤差マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ｂを持つ誤差２ポートを介して測定され、値ｗ_１およびｗ_２が、以下により計算される。

ａの量が以下により計算される。

ａの符号が、ａの２つの可能性のある結果の代入によって以下の式で、

対応する符号がΓ_Ｒの既知の符号と比較されることにより決定され、また、これらが対応すれば、この符号がａに対して決定される。

ａの既知の値からｃが決定されてａ／ｃが決定される。

αおよびβを決定するために、以下の式が計算される。

伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項が、値ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ，ｒ_２２ｐ_２２から決定され、関連する散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂの項が、散乱マトリクスと伝送マトリクスとの間の変換関係によって伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項から計算される。反射率は、誤差マトリクスＥ_Ａを持つ誤差２ポートを介した反射測定に関してΓ_Ｒ＝Ｓ_{１１，ＤＵＴ}であり、誤差マトリクスＥ_Ｂを持つ誤差２ポートを介した反射測定に関してΓ_Ｒ＝Ｓ_{２２，ＤＵＴ}であり、ここで、Ｓ_{１１，ＤＵＴ}およびＳ_{２２，ＤＵＴ}は、校正平面内のＤＵＴの以下の散乱マトリクスＳ_ＤＵＴの項である。

ｒ_２２ ^＊ｐ_２２のみが既知であるため、ｅ_０１ ^＊ｅ_１０またはｅ_２３ ^＊ｅ_３２のみも計算されうる。これは、ＴマトリクスからＳマトリクスへの変換関係から導かれる。

本発明は、図面を参照して以下でより詳細に説明される。

１ポート測定のためのベクトルネットワークアナライザーの検査ポートと被検査デバイス（ＤＵＴ）との間の誤差２ポートの模式信号流れ図である。 校正平面内に２つのポートを持つＤＵＴの測定のための２つの誤差２ポートの模式信号流れ図である。 校正測定のための回路構成の模式回路図である。 本発明による方法の好ましい実施形態の模式流れ図である。 測定値取得のための回路構成の模式回路図である。

１ポート測定の誤差項が計算されうる１つの方法は、所謂ＯＳＭ手法である。それにより、オープン、ショートおよびマッチ基準が使用される。しかし、これらまたはこれらによって生成される反射率Γ_Ｏ，Γ_Ｍ，Γ_ＳがＯＳＭ手法において厳密に判っていなければならないという要求が、校正基準の高い複雑性およびコストにつながる。

誤差マトリクスＥを持つ誤差２ポート１１と反射率Ｔ_ＤＵＴを持つ終端とからなるシステムが図１に示される。ＶＮＡの検査ポート１０において、波量α_０１２を持つ波が進出し、波量β_０１４を持つ波が進入する。校正平面１６内には、反射率Γ_ＤＵＴを持つＤＵＴのポート１８または終端２０が配置される。ＤＵＴのポート１８において、または、校正平面１６内で、波量α_１２２を持つ波が進入し、波量β_１２４を持つ波が進出する。誤差２ポート２６の誤差マトリクスＥは、項ε_００２８（検査ポート１０での反射），ε_１０３０（検査ポート１０から校正平面１６内のポート１８への伝送），ε_０１３２（校正平面１６内のポート１８から検査ポート１０への伝送）およびε_１１３４（校正平面１６内のポート１８での反射）を包含する。

決定されるべき誤差２ポート１１は、散乱マトリクスまたは誤差マトリクスＥによって表されうる。

反射率Γ_ＤＵＴは、校正中に、接続された基準に応じて値Γ_Ｏ，Γ_Ｍ，Γ_Ｓを決める。マッチ基準の完全なマッチングの理想的なケースにおいて、Γ_Ｍ＝０が仮定されうる。測定された波量α_０１２およびβ_０１４は、ＶＮＡのポート１０から誤差２ポート１１に進む波、または、誤差２ポート１１からＶＮＡのポート１０に反射して戻る波を表す。波量α_１２２およびβ_１２４は、校正平面１６内で決定される波量、すなわち、誤差２ポート１１から終端２０に進む波、または、終端２０から誤差２ポート１１に進む波を表す。個々の校正基準Ｋで得られた測定結果は、以下で表され、

ここで、Ｋは、使用された校正基準（Ｏ，ＳまたはＭ）を表す。Ｍ_Ｏ，Ｍ_ＳおよびＭ_Ｍに関して、図１を参照して示されるように、以下の式が設定されうる。

式（５）は、上記でなされた前提Γ_Ｍ＝０によりこの非常に単純な形態をとる。（３）乃至（５）の変換に続き、値ｅ_００，ｅ_１１およびｅ_１０ｅ_０１が決定されうる。

積ｅ_１０ｅ_０１は容易にその因数に分解され得ないため、システム誤差が補正されて測定された値Γ_ＤＵＴは誤差項から決定されうるが、これが構成される波量α_１２２およびβ_１２４は決定され得ない。これは、式（９）によって測定された値Ｍ_ＤＵＴ＝β_{０，ＤＵＴ}／α_{０，ＤＵＴ}でなされる（HIEBEL, Michael: "Basic Principles of Vectorial Network Analysis", 1st edition, Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, 2006）。

式（９）において、商β_１／α_１を分離するために、積ｅ_１０ｅ_０１が先ず分解されなければならないことが明白となる。

本ケースのように被検査デバイスが２ポートである場合、前で説明した３項モデルの代わりに、７項モデル、例えばＴＲＬ手法が校正に使用されなければならない。ＴＲＬ校正等の方法は、この目的に必要な値をもたらす。この方法の名称は、３つの校正基準、スルー（直通接続）、反射（不整合終端）およびライン（遅延ライン）から派生している。反射基準の反射率は既知である必要はないが、ゼロとは異なっていなければならない。このために１ポート基準が使用され、伝送にはしたがってＳ_２１＝Ｓ_１２＝０が応じる（EUL, H.-J. ; SCHIEK, B.: “A generalized theory and new calibration procedures for network analyzer self-calibration”, In: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on 39 (1991), Apr., No. 4, p. 724-731, http://dx.doi.org/10.1109/22.76439 - DOI 10.1109/22.76439 - ISSN 0018-9480）。反射の位相は厳密に±９０°と判っていなければならず、ＶＮＡ（ベクトルネットワークアナライザー）の両検査ポート１および２に同じ反射基準が使用されなければならない。直通接続の長さは、ｌ＝０であると仮定される。そのラインインピーダンスは、遅延ラインのラインインピーダンスと対応すべきである。これ以上は、遅延ラインの正確な長さを知る必要はない。その電気的長さφは単にｎ・λ／２（λ：波長）と不等でなければならない。通常、この条件は距離δでさらに広げられ、

ここで、δ≧２０°である（ENGEN, G.F.; HOER, C.A.: Thru-Reflect-Line: An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer. In: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on 27 (1979), Dec., No. 12, p. 987-993, http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.1979.1129778 - DOI 10.1109/TMTT.1979.1129778 - ISSN 0018-9480）。

実際には、式（１０）の条件は直通接続と遅延ラインとの間の電気的長さの差に適用する。しかし、前者はｌ＝０の長さを有すると仮定されているため、この差はライン基準自体の電気的長さに等しい。

１ポートの測定とは異なって、この場合２つの誤差２ポートが決定されることになる。これらの２ポートはそれぞれ、図２に示されるようにＶＮＡの検査ポートのうち１つと校正平面内の被検査デバイスのポートとの間に配置される。誤差マトリクスＸ_Ａを持つ第１の誤差２ポート１１０は、ＶＮＡのポートＡ１１２と、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４とを有する。第１の誤差２ポート１１０で出入する電磁波は波量ａ_Ｉ１１６，ｂ_Ｉ１１８，ａ_{ＤＵＴ，１}１２０およびｂ_{ＤＵＴ，１}１２２を有し、ａ_Ｉ１１６はＶＮＡのポートＡ１１２で進出する波を表し、ｂ_Ｉ１１８はＶＮＡのポートＡ１１２で進入する波を表し、ａ_{ＤＵＴ，１}１２０は校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４で進入する波を表し、ｂ_{ＤＵＴ，１}１２２は校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４で進出する波を表す。

誤差マトリクスＸ_Ｂを持つ第２の誤差２ポート１２４は、ＶＮＡのポートＢ１２６と、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８とを有する。第２の誤差２ポート１２４で出入りする電磁波は波量ａ_ＩＩ１３０，ｂ_ＩＩ１３２，ａ_{ＤＵＴ，２}１３４およびｂ_{ＤＵＴ，２}１３６を有し、ａ_ＩＩ１３０はＶＮＡのポートＢ１２６で進出する波を表し、ｂ_ＩＩ１３２はＶＮＡのポートＢ１２６で進入する波を表し、ａ_{ＤＵＴ，２}１３４は校正平面１６内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８で進入する波を表し、ｂ_{ＤＵＴ，２}１３６は校正平面１６内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８で進出する波を表す。

マトリクス項Ｓ_{１１，ＤＵＴ}１３８，Ｓ_{１２，ＤＵＴ}１４０，Ｓ_{２１，ＤＵＴ}１４２およびＳ_{２２，ＤＵＴ}１４４を持つＳ_ＤＵＴは、ここで校正平面１６内の被検査デバイス（ＤＵＴ）２０の散乱マトリクスを表す。

誤差マトリクスＸ_Ａは、マトリクス項ｘ_００１４６，ｘ_０１１４８，ｘ_１０１５０およびｘ_１１１５２を含む。

誤差マトリクスＸ_Ｂは、マトリクス項ｘ_２２１５４，ｘ_２３１５６，ｘ_３２１５８およびｘ_３３１６０を含む。

以下で、誤差マトリクスのＸ_ＡおよびＸ_Ｂのマトリクス項が、ＴＲＬアルゴリズムまたはＴＲＬ手法による校正基準での測定から、どのように決定されるのかが説明される。この説明は、ENGEN, G.F.; HOER, C.A.: “Thru-Reflect-Line: An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer”, IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-27, No. 12, December 1979に整合している。

個々のブロックＸ_Ａ，Ｘ_ＢおよびＳ_ＤＵＴを、それらの対応する伝送マトリクスＴ_Ａ，Ｔ_ＢおよびＴ_ＤＵＴによって表す場合、波量ａ_Ｉ１１６，ｂ_Ｉ１１８，ａ_ＩＩ１３０，ｂ_ＩＩ１３２間の測定された関係は、以下の測定マトリクスＴ_Ｍによって表されうる。

被検査デバイス（ＤＵＴ）の所望の伝送マトリクスは、以下による変換によって表されうる。

Ｔ_Ａを以下として記述し、

Ｔ_Ｂを以下として記述すると、

それらの逆は以下となる。

ここで（１９）に（２２）および（２３）を代入すると、以下により、

システム誤差のないＤＵＴの所望の伝送マトリクスが得られる（ENGEN, G.F.; HOER, C.A.: “Thru-Reflect-Line: An Improved Technique for Calibrating the Dual Six-Port Automatic Network Analyzer”, IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-27, No. 12, December 1979）。（２４）から７つの値ａ，ｂ，ｃ，α，β，γおよびｒ_２２ｐ_２２が判れば、２つの誤差２ポートの誤差マトリクスＸ_ＡおよびＸ_Ｂのマトリクス要素が、積ｘ_０１ｘ_１０またはｘ_３２ｘ_２３を除いて先ず決定され、また、これらから最終的にマトリクスＴ_ＤＵＴも決定されうる。

これらの７つの要素を得るために、校正基準「スルー」での測定の、測定された伝送マトリクスＴ_Ｍ＝Ｔ_Ｔと、

校正基準「ライン」での測定の、測定された伝送マトリクスＴ_Ｍ＝Ｔ_Ｄとが、

Ｔ_Ｌを校正平面内の校正基準「ライン」の伝送マトリクスＴ_{ＤＵＴ，Ｄ}とした場合に、先ず以下で規定され、

ここで、ｌはラインの実際の物理的長さであり、γ￣は伝播定数であってγ￣＝α￣＋ｊβ￣であり、α￣は減衰定数であり、β￣は位相定数である。伝送マトリクスＴ_Ｔは、直通接続がｌ＝０の長さを有すると仮定されるため、校正基準「スルー」の使用で測定されたマトリクスを表す。これは校正基準「ライン」には応じず、そのため、Ｔ_Ｌは、校正平面におけるその真のマトリクスを表し、Ｔ_Ｄは、ＶＮＡの検査ポートＡ１１２およびＶＮＡの検査ポートＢ１２６でこの校正基準「ライン」で測定された伝送マトリクスを表す。（２５）を以下に変換し、

（２６）に（２８）を代入すると、以下が得られる。

これは以下に変換されうる。

校正基準「スルー」および「ライン」での測定によって決定されうる以下のマトリクスを規定し、

（３０）に（３１）を代入すると、以下が得られる。

（２０）からのＴ_Ａの定義により、（３２）は以下のように記述されうる。

このシステムに含まれる４つの式は、以下のように書き出される。

ここで（３４）は（３５）で除算されて、ａ／ｃに関する以下の二次方程式を生成しうる。

同様に、（３６）を（３７）で除算して以下が得られる。

結果として、ａ／ｃおよびｂは同じ二次方程式の２つの解である。（３８）および（３９）からの二次方程式を解く困難さは、解ａ／ｃおよびｂの正しい割り当てに到達することにある。（３７）および（３５）からの商により、

２つの項ａ／ｃおよびｂが決して同じにならないことが先ず示されうるが、それは、（１０）の条件により保証されて、項ｅ^２γ￣ｌが常に１と等しくない状態を保つからである。ｂ＝ｘ_００であり、また、以下のとおりであり、

それは散乱マトリクスから伝送マトリクスへの変換の定義から派生すること、および、実際の場合には｜ｘ_００｜，｜ｘ_１１｜≪１であると仮定しうることを考えると、以下となり、

それが二次方程式への解の割り当てを可能にする。

４つの式の式システムで、最大４つの未知数が決定されうる。（３２）の行列式が形成される。

この式の両辺において表現ｄｅｔ（Ｔ_Ａ）が短縮されうる。ｄｅｔ（Ｔ_Ｌ）に関して、以下のとおりであり、

（４３）への代入に続いて、これは以下となる。

この式は、４つの測定された値ｔ_ｘｙのうち、式を満たすためには３つのみが互いに独立していればよいということを示す。したがって、式（３４）乃至（３７）のうち３つの式のみが互いに独立しているため、３つのみの独立した値（ｂ，ａ／ｃおよびｅ^２γ￣ｌ）も存在する。これらの値は既に決定されている。

さらなる必要な未知数を決定するために、ここで（２５）がより詳細に検討される。これは以下として書き表されうる。

以下の逆が、

（４６）の左辺から乗算されると、以下となり、

それはさらに以下に再構成され、

そこから、以下が、

および

次に抽出されうる。ｒ_２２ｐ_２２は、追求される７つの値の別の１つである。さらなる３つの値が（５１）から決定されうる。

分離された値ａを決定可能であるためにさらなるステップが必要である。ここで、この時点において、校正基準「反射」での測定結果が使用される。誤差２ポートＥ_ＡおよびＥ_Ｂを介したその反射率Γ_Ｒでの伝送のない校正基準「反射」の測定を表す２つの測定値Ｗ_１およびＷ_２が規定される。これらは、校正基準「反射」での測定の場合に関してＶＮＡの検査ポートＡ１１２およびＢ１２６での波量ａ_Ｉ１１６，ｂ_Ｉ１１８，ａ_ＩＩ１３０，ｂ_ＩＩ１３２として提供される。

簡略化のために、ここではΓ_Ｒの式が使用される。それは、誤差マトリクスＸ_Ａを持つ誤差２ポート１１０を介した反射測定用のＳ_{１１，ＤＵＴ}に対応するか、または、誤差マトリクスＸ_Ｂを持つ誤差２ポート１２４を介した反射測定用のＳ_{２２，ＤＵＴ}に対応するが、それは、前述のように、これらの２つの反射は定義上同じでなければならないからである。

値ｂ，ａ／ｃ，γおよびβ／αが判っているため、これらの式は以下に変換されうる。

ここで（５７）が（５８）で除算されて以下となる。

この結果に（５４）が乗算されて以下の式となる。

最後に、これから平方根を抽出すると、ａの式が見出される。

最初に仮定された、校正基準「反射」の反射率の符号が判っていれば、ａの符合は以下の式によって決定され、

校正が完了し、こうして（２４）から７つの値全てが決定されうる。これらの計算におけるマトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの頻度因子ｒ_２２およびｐ_２２は積としてのみ決定されうるため（（５０）参照）、それらの分離に関して不確実性が残る。この場合、相対値（散乱パラメータ）のみが決定されることになっているため、典型的なＴＲＬ校正に関してこれは何の問題も提示しない。（２４）においてＴ_ＤＵＴの決定にあたり両方の値の積のみが関係あるため、この場合積ｒ_２２ｐ_２２は任意の方式で除算されうる。散乱マトリクスを決定したい場合、伝送マトリクスの頻度因子がその対応する変換で自動的に除去されるということが分かる（SCHIEK, Burkhard, “Basic Principles of High Frequency Measuring Technology”, 1st ed., Springer-Verlag, 1999）。誤差マトリクスを考慮すると、上述の不確実性により、究極的に６つの値ｘ_００，ｘ_０１・ｘ_１０，ｘ_１１，ｘ_２２，ｘ_２３・ｘ_３２およびｘ_３３のみが決定されうる。２つの積ｘ_０１・ｘ_１０およびｘ_２３・ｘ_３２を分離し、したがって、校正平面における電流および電圧等の絶対値を計算できるようにするために、方法は拡張されなければならない。本発明による、非線形成分の測定に必須であるＴＲＬ手法のそのような拡張が、以下で詳細に説明される。

電気的値を測定するために、時間ドメインおよび周波数ドメイン両方における測定方法が利用可能である。時間ドメインでの測定の１つの利点は、全スペクトル成分の同時記録である。全スペクトル成分の位相情報がこうして保持され、それは多周波数、非周期的な信号の測定を促進する。しかし、測定のダイナミックレンジはこれにより使用されるオシロスコープによって制限される。この点において、周波数ドメインでの測定は、例えばネットワークアナライザーの大きなダイナミックレンジにより、時間ドメイン測定より優れている。

時間ドメインならびに周波数ドメインでの測定の両方の場合に、発生するシステム誤差を計算し、それらを考慮して測定結果を補正するために校正が必要である。上記で説明したＴＲＬ手法では、積ｘ_０１・ｘ_１０またはｘ_３２・ｘ_２３のみが（１３）および（１５）のマトリクスから正しく計算されうる。したがってこのＴＲＬ校正方法は相対値（散乱パラメータ）の決定にのみ適している。

しかし、非線形成分のモデリングに必要な、割合ではなく絶対値（伝播されて反射された波または電流および電圧）を決定できるようにするため、前で説明したＴＲＬ校正方法が本発明により拡張される。上述の積は、それらの個々の因数に分解される。誤差２ポートＥ_ＡおよびＥ_Ｂの全部の個々の要素がそれにより決定されうる本発明による方法が、以下で提示される。校正平面内の絶対波量ならびに電流および電圧を時間ドメインでの測定から最終的に計算するためにこれがどのように使用されるのかも説明される。

本発明によれば、式（１０）乃至（６２）を参照して上記で説明した既知のＴＲＬ校正（ＴＲＬ校正方法）に基づいて、校正平面１６内の絶対波量が決定されることを可能にする校正方法が提案される。本発明による方法は、図３に示される検査装置の装置構成に基づいている。図３において、同じ機能を持つ部分は、図２の上記の説明を参照して説明されうるように、図２と同じ参照番号で示される。ＤＵＴ２０は、校正平面１６内に配置され、校正平面１６内に第１のポート１１４と第２のポート１２８とを有する。校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４において、波量ａ_{ＤＵＴ，１}１２０の波が進入し、波量ｂ_{ＤＵＴ，１}１２２の波が進出する。校正平面２０内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８において、波量ａ_{ＤＵＴ，２}１３４の波が進入し、波量ｂ_{ＤＵＴ，２}１３６の波が進出する。

検査装置は、第１の方向性結合器２００と第２の方向性結合器２０２とを備える。この検査装置を校正するために、第１の検査ポート２０６と、第２の検査ポート２０８と、第３の検査ポート２１０と、第４の検査ポート２１２と、第５の検査ポート２１４と、第６の検査ポート２１６とを有するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）２０４が設けられる。第１の方向性結合器２００は、それぞれ電磁波用の導波路を介して、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４とＶＮＡの第１の検査ポート２０６とに接続される。第２の方向性結合器２０２は、それぞれ電磁波用の導波路を介して、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８とＶＮＡ２０４の第２の検査ポート２０８とに接続される。ＶＮＡ２０４の第１の検査ポート２０６において、波量ａ_１２１８の波が進出し、波量ｂ_１２２０の波が進入する。ＶＮＡ２０４の第２の検査ポート２０８において、波量ａ_２２２２の波が進出し、波量ｂ_２２２４の波が進入する。

第１の方向性結合器２００は、波ａ_１２１８の成分を分離し、分離した波をＶＮＡ２０４の第３の検査ポート２１０に、波量ａ_{Ｍｅｓｓ，１}２２６の波として供給する。第１の方向性結合器２００はまた、波ｂ_１２２０の成分を分離し、分離した波をＶＮＡ２０４の第４の検査ポート２１２に、波量ｂ_{Ｍｅｓｓ，１}２２８の波として供給する。

第２の方向性結合器２０２は、波ａ_２２２２の成分を分離し、分離した波をＶＮＡ２０４の第５の検査ポート２１４に、波量ａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０の波として供給する。第２の方向性結合器２０２はまた、波ｂ_２２２４の成分を分離し、分離した波をＶＮＡ２０４の第６の検査ポート２１６に、波量ｂ_{Ｍｅｓｓ，２}２３２の波として供給する。

この検査装置は４つの誤差２ポートを有し、その誤差マトリクスＸ_ＡおよびＸ_Ｂは校正によって決定されることになる。校正平面１６の両側の一対の誤差２ポートに関しては、図２を参照して既に説明した。図２に示されるような一対の誤差２ポートが、一方の校正平面１６と、他方のＶＮＡ２０４の第１および第２の検査ポート２０６，２０８との間に配置される。図２に示されるような別の一対の誤差２ポートが、一方の校正平面１６と、他方の第３／第４ならびに第５／第６の検査ポート２１０／２１２，２１４／２１６との間に配置される。以下は、考慮対象のこれらの４つの誤差２ポートに適用する。

ＤＵＴ２０とＶＮＡの第１および第２の検査ポート２０６，２０８との間の第１対の誤差２ポート：
検査ポートＡ１１２は、ＶＮＡ２０４の第１の検査ポート２０６に対応し、検査ポートＢ１２６は、ＶＮＡ２０４の第２の検査ポート２０８に対応し、Ｘ_Ａはマトリクス項ｘ_００＝ｉ_００，ｘ_０１＝ｉ_０１，ｘ_１０＝ｉ_１０，ｘ_１１＝ｉ_１１を持つ誤差マトリクスＩ_Ａであり、Ｘ_Ｂはマトリクス項ｘ_２２＝ｉ_２２，ｘ_２３＝ｉ_２３，ｘ_３２＝ｉ_３２，ｘ_３３＝ｉ_３３を持つ誤差マトリクスＩ_Ｂである。また、ａ_Ｉ１１６はａ_１２１８に対応し、ｂ_Ｉ１１８はｂ_１２２０に対応し、ａ_ＩＩ１３０はａ_２２２２に対応し、ｂ_ＩＩ１３２はｂ_２２２４に対応する。以下は、この第１対の誤差２ポートにも適用する。

ＤＵＴ２０とＶＮＡの第３／第４ならびに第５／第６の検査ポート２１０／２１２，２１４／２１６との間の第２対の誤差２ポート：
検査ポートＡ１１２は、ＶＮＡ２０４の第３／第４の検査ポート２１０／２１２に対応し、検査ポートＢ１２６は、ＶＮＡ２０５の第５／第６の検査ポート２１４／２１６に対応し、Ｘ_Ａはマトリクス項ｘ_００＝ｅ_００，ｘ_０１＝ｅ_０１，ｘ_１０＝ｅ_１０，ｘ_１１＝ｅ_１１を持つ誤差マトリクスＥ_Ａであり、Ｘ_Ｂはマトリクス項ｘ_２２＝ｅ_２２，ｘ_２３＝ｅ_２３，ｘ_３２＝ｅ_３２，ｘ_３３＝ｅ_３３を持つ誤差マトリクスＥ_Ｂである。また、ａ_Ｉ１１６はａ_{Ｍｅｓｓ，１}２２６に対応し、ｂ_Ｉ１１８はｂ_{Ｍｅｓｓ，１}２２８に対応し、ａ_ＩＩ１３０はａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０に対応し、ｂ_ＩＩ１３２はｂ_{Ｍｅｓｓ，２}２３２に対応する。以下は、この第２対の誤差２ポートにも適用する。先ず、以下のとおりであり、

ここで、以下のとおりであり、

また、以下のとおりであり、

ここで、以下のとおりである。

図２に類似した２つの信号流れ図がこうして得られる。

図３は、所望の波量ａ_{ＤＵＴ，１}１２０およびｂ_{ＤＵＴ，１}１２２（ＤＵＴ２０の左側、すなわち、校正平面２０内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４での伝播波および反射波の波量）、ならびに、所望の波量ａ_{ＤＵＴ，２}１３４およびｂ_{ＤＵＴ，２}１３６（ＤＵＴ２０の右側、すなわち、校正平面２０内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８での伝播波および反射波の波量）を示す。これらは、伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂと、関連する散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂとが完全に既知である限り、第２対の誤差２ポートに関して以下で計算されうる。

および

式（１０）乃至（６２）を参照して説明されたＴＲＬ校正のアルゴリズムは、マトリクスＩ_ＡおよびＩ_ＢまたはＥ_ＡおよびＥ_Ｂの要素を得るためにそれぞれにおいて使用される。Ｋ＝「反射」、「ライン」または「スルー」である場合の所与の校正基準Ｋに関して、波量ａ_１２１８およびｂ_１２２０の波の周波数ｆに応じて、ＶＮＡ２０４で記録された散乱パラメータは、校正基準Ｋおよび周波数ｆに関してＶＮＡ２０４のｙ番目およびｘ番目の検査ポートの間での散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}として識別され、ここでｘ＝１，２，３，４，５または６でありｙ＝１または２である。この場合、Ｉ_ＡおよびＩ_Ｂの計算のＴＲＬアルゴリズムの散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}は、以下のとおりである。

マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂの項が計算される場合、対応する散乱マトリクスは、散乱パラメータＳ_{１１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{１２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{２１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}およびＳ_{２２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}を持つ以下のものであり、

それらは以下のように計算される。

値ａ_{Ｍｅｓｓ，１}２２６，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１}２２８，ａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}２３２も、インデックスＫを介して、対応する校正基準Ｋ＝「反射」、「ライン」または「スルー」に割り当てられ、インデックスｆは、生成されて検査ポート２０６および２０８を介して供給される波量ａ_１，ｂ_１，ａ_２およびｂ_２の波の周波数ｆへのそれらの依存性を識別する。校正測定に関して、これらの測定された波量ａ_{Ｍｅｓｓ，１}２２６，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１}２２８，ａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}２３２はこうしてａ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}２２６，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}２２８，ａ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}２３０およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}２３２となる。

マトリクス（７４）の要素がどのように構成されるのかを示すために、それらの値が（７９）において種々の波量に応じて再び記述される（図３参照）。

しかしこの場合、これは未だＴＲＬアルゴリズムの入力値ではない。先ず、Ｓ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}が、以下で示されるように、補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}に変換される。

インデックスＫで示される、測定対象の３つの基準それぞれに関して、Ｓ_{１，Ｋ，ｆ}およびＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}の両方が存在する。

ここでもまた、ＴＲＬ校正は積ｉ_０１ｉ_１０およびｉ_２３ｉ_３２またはｅ_０１ｅ_１０およびｅ_２３ｅ_３２のみを提供しうる。しかし、方法のさらなる過程中に、Ｅ_ＡおよびＥ_Ｂの個々の因数または個々の項の知識が望まれる。これらを得るために、Ｉマトリクスからの項の分解による「迂回」が使用される。積ｉ_０１ｉ_１０およびｉ_２３ｉ_３２が正しく分解されれば、Ｅマトリクスの項も、この情報の助けにより分離されうる。

このｉ項の分解を実行できるようにするために、Ｉ_ＡおよびＩ_Ｂの特定の特性が使用される。Ｅ_ＡおよびＥ_Ｂとは対照的に、誤差マトリクスＩ_ＡおよびＩ_Ｂは、それらがＶＮＡ２０４の第１の検査ポート２０６または第２の検査ポート２０８と校正平面１６との間の関係を表すため、２つの相反２ポートを表す。したがって、以下が仮定されうる。

および

符号の正しい選択は、項の位相の正しい決定に対応する。周波数点の位相が適切な正確さで判っていれば、残りの点に関しても連続した外挿により誤差なく決定されうる。１つの周波数点から次の周波数点への積ｉ_０１ｉ_１０およびｉ_２３ｉ_３２の因数の位相差がそれにより閾値を越えた場合、それは１８０°減らされるが、それは、個々の周波数ステップが十分に密に分散しているため、閾値が通常は超過されないと仮定されているからである。これにより、点から点への個々の因数の位相は、９０°未満で変化することが保証されなければならず、それは、さもなければ１８０°の回転が不正確に実行されてしまうからである。例えば、最初の位相決めは、ＶＮＡの検査ポートと校正平面１６との間の電気的長さによって実行されうる。位相が周波数ｆ＝０に外挿される場合、位相はその点において０°であるということも保証されるべきである。

ｅ項の分解のために異なる手法が選択される。マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂは相反または物理的に存在する２ポートを表しているわけではない。これらのマトリクスは、校正平面における波量と、方向性結合器２００，２０２の出力における波量との間の関係を表すために様々の異なる数学的演算によって作成される。

ＴＲＬ校正の「反射」校正基準は、１ポート基準である（EUL, H.-J. ; SCHIEK, B.: “A generalized theory and new calibration procedures for network analyzer self-calibration.”, Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on 39 (1991), Apr., No. 4, p. 724-731）。したがって、被検査デバイスの左側から右側への伝送は起こらず、逆方向の伝送も起こらない、すなわち、Ｓ_{２１，ＤＵＴ}＝Ｓ_{１２，ＤＵＴ}＝０である。そのため、ここで、例えば図３に示す検査装置の左側に関して、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第１のポート１１４にさらなる計算が実行されるが、図３に示す検査装置の右側に対しても、校正平面１６内のＤＵＴ２０の第２のポート１２８で同様に適用されなければならない。反射基準の場合、図２による信号流れ図から、上述のように誤差２ポートの第１および第２対用の定義で、波ａ_{ＤＵＴ，１}１２０に関して以下の関係が導出されうる。

すると、ｅ_１０の定義がこれらの２つの式から導出されうる。

それにより、ａ_１／ａ_{Ｍｅｓｓ，１，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}はＶＮＡ２０４によって決定される散乱パラメータＳ_{３１，Ｋ，ｆ}の相反値である。反射基準の反射率Ｓ_{１１，ＤＵＴ}も、ＴＲＬ校正を用いて既に計算された項から（２４）で決定されうる。ここで、ＴＲＬ校正から得られた積ｅ_０１ｅ_１０が（８４）からの結果で除算されうる。これは、マトリクスＥ_Ａの４つの要素全てが決定され、校正平面１６内の波量ａ_{ＤＵＴ，１}１２０およびｂ_{ＤＵＴ，１}１２２が、（７１）でａ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}２２６およびｂ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}２２８から決定されうるということを意味する。既に言及したように、先ずＥ_Ｂを得て、次に測定においてａ_{ＤＵＴ，２}１３４およびｂ_{ＤＵＴ，２}１３６を得るために、計算は第２、第５および第６の検査ポート２０８，２１４，２１６での測定に関して類似的に行われうる。

拡張された校正方法の全体のシーケンスが、図４に図式的に再び示される。ブロック「ＶＮＡでの基準の測定」３００において、校正平面１６内のＤＵＴ１６として異なる校正基準が使用され、散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}が決定され、ここでｘ＝１，２，３，４，５または６でありｙ＝１または２であり、Ｋ＝「反射」、「ライン」または「スルー」である。これらの項はブロック「Ｓ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}」３０２で利用可能である。ここで、この方法は２つのブランチに分岐し、第１のブランチ３０４は散乱マトリクスＩ_ＡおよびＩ_Ｂの決定用であり、第２のブランチ３０６は散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂの決定用である。

第１のブランチ３０４において、マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}がブロック「Ｓ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}」３０８内の散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}から組み立てられる。ブロック「ＴＲＬアルゴリズム」３１０において、マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}がＴＲＬアルゴリズムの入力値として使用され、項ｉ_００，ｉ_０１・ｉ_１０およびｉ_１１ならびに項ｉ_２２，ｉ_２３・ｉ_３２およびｉ_３３がＴＲＬアルゴリズムによって決定される。これらはブロック「Ｉ_Ａ」３１２およびブロック「Ｉ_Ｂ」３１４で利用可能である。ブロック「ｉ_０１・ｉ_１０の分解」３１６において個々の項ｉ_０１およびｉ_１０の計算が行われる。ブロック「ｉ_２３・ｉ_３２の分解」３１８において個々の項ｉ_２３およびｉ_３２の計算が行われる。こうして誤差散乱マトリクスＩ_ＡおよびＩ_Ｂの個々の項ｉ_００，ｉ_０１，ｉ_１０およびｉ_１１ならびに項ｉ_２２，ｉ_２３，ｉ_３２およびｉ_３３が完全に決定される。

第２のブランチ３０６において、マトリクスＳ_{ｕｎＫｏｒｒ，Ｋ，ｆ}がブロック「Ｓ_{ｕｎＫｏｒｒ，Ｋ，ｆ}」３２０内の散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}から組み立てられる。ブロック「補正」３２２において、補正されたマトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}がこの散乱マトリクスＳ_{ｕｎＫｏｒｒ，Ｋ，ｆ}から、以下により詳細に説明される補正によって決定され、次にブロック「Ｓ_{ｃ，Ｋ，ｆ}」３２４において利用可能となる。この補正された散乱マトリクスは次にブロック「ＴＲＬアルゴリズム」３２６において、ＴＲＬアルゴリズムの入力値として働き、それにより誤差散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂの項ｅ_００，ｅ_０１，・ｅ_１０およびｅ_１１ならびに項ｅ_２２，ｅ_２３・ｅ_３２およびｅ_３３が決定され、ブロック「Ｅ_Ａ」３２８およびブロック「Ｅ_Ｂ」３３０において利用可能となる。ブロック「ｅ_０１・ｅ_１０の分解」３３２において個々の項ｅ_０１およびｅ_１０の計算が行われ、ブロック３１６からの結果、すなわち、項ｉ_０１およびｉ_１０がこのために提供される。ブロック「ｅ_２３・ｅ_３２の分解」３３４において個々の項ｅ_２３およびｅ_３２の計算が行われ、ブロック３１８からの結果、すなわち、項ｉ_２３およびｉ_３２がこのために提供される。こうして、ブロック「完全に決定された誤差マトリクス」３３６において、４つの誤差散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢならびにＩ_ＡおよびＩ_Ｂの個々の項全てが利用可能となる。校正は完了し、４つの誤差散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢならびにＩ_ＡおよびＩ_Ｂの個々の項は、測定結果の補正に使用されうる。

ここで説明される装置構成で実際の測定を実行するにあたり、ネットワークアナライザーは通常最大で４つの検査ポートでのみ利用可能であるという課題に直面する。しかし、図３によればＶＮＡ上に６つの検査ポートが要求される。第３の検査ポート２１０および第４の検査ポート２１２における波量は必ずしも第５および第６の検査ポート２１４，２１６における波量と同時に記録されなくてもよいため、この問題は回避されうる。したがって、ＶＮＡの２つの検査ポート２０６，２０８は検査装置構成の校正平面内のＤＵＴ２０の第１および第２のポート１１４，１２８として恒久的に使用され、他方でＶＮＡの他の２つの検査ポートは、引き続いて先ずａ_{Ｍｅｓｓ，１}２２６ならびにｂ_{Ｍｅｓｓ，１}２２８、次にａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}２３２の測定に使用される。それぞれにおいて、方向性結合器２００および２０２の非接触ポートは、結果の歪みを回避するために、反射のないように終端されていなければならない。

次に、補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}を得るための散乱マトリクスＳ_{ｕｎＫｏｒｒ，Ｋ，ｆ}の補正を説明する。

これまでに説明された計算方法において、以下の条件に従って散乱パラメータが使用される。

しかし、様々な理由によりａ_２はゼロに等しくないことがありうる。そのような場合、決定された商ｂ_１／ａ_１は、実際に散乱パラメータＳ_１１を表すようになるまでこの影響によって補正されなければならない。

装置構成において測定が順方向および逆方向の両方に行われる場合、使用されるＶＮＡ２０４の信号源は第１の検査ポート２０６または第２の検査ポート２０８に切り替えられなければならない。それぞれにおいて通常５０Ωの終端抵抗が、励起されないポートに接続される。しかし、２つのシステム状態におけるソースおよび終端が、対応する検査ポートに対して同じマッチングを提示するということは保証され得ない。これらの干渉影響は、上述の切り替えの結果として典型的に起こり、必要とされる補正因子は切り替え項と呼ばれる（MARKS, Roger B., “Formulations of the Basic Vector Network Analyzer Error Model including Switch Terms”, ARFTG Conference Digest Fall, 50th vol. 32, 1997, p. 115-126）。

ここで言及される装置構成において、外部方向性結合器の使用により、切り替え項は特段の重要さを担う。それらの非理想的な指向性は、例えば、第１の検査ポート２０６でのインフィードにも拘らず、ＶＮＡ２０４が第２の検査ポート２０８に対する完璧なマッチングを示しても、ゼロとは異なるａ_{Ｍｅｓｓ，２}２３０が記録されるということを保証する。これは、この場合、ＤＵＴ２０からＶＮＡ２０４の第２の検査ポート２０８に通る波（ｂ_{ＤＵＴ，２}１３６）のみが存在するにも拘らず、ＶＮＡの第２の検査ポート２０８からＤＵＴ２０に通る波（ａ_{ＤＵＴ，２}１３４）が存在したような印象を測定結果が与えるということを意味する。この場合、波ｂ_{ＤＵＴ，２}１３６の一部は、方向性結合器によって分離された後で、ＶＮＡ２０４の第５の検査ポート２１４に接続されたその出力に通る。理想的な方向性結合器の場合、分離されたｂ_{ＤＵＴ，２}１３６の成分は、ＶＮＡ２０４の第６の検査ポート２１６で結合器出力に排他的に通ることになる。現実には常に発生する結合器の非理想的な性質は、切り替え項の使用により補償されうる。

簡略化のために、（７４）を以下のように記述すると、

MARKS, Roger B., “Formulations of the Basic Vector Network Analyzer Error Model including Switch Terms”, ARFTG Conference Digest Fall, 50th vol. 32, 1997, p. 115-126により、切り替え項の使用により補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}により、以下が得られ、

ここで、Ｄ＝１−σ_１２σ_２１Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}であり、Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{５１，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{６１，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第１の検査ポートを介して供給したときの第２の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表し、Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{３２，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{４２，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第２の検査ポートを介して供給したときの第１の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表す。Ｓ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}はここでも、ＶＮＡ２０４によって測定される散乱パラメータを表す。方向性結合器２００，２０２の制限された指向性はΓ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}およびΓ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}によって表現される。

補正は、各周波数ステップｆに関して、また、各校正基準Ｋに関して個別に実行されなければならない。この場合ＶＮＡ２０４は正しく計算された散乱パラメータ（Ｓ_{１１，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{１２，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{２１，Ｋ，ｆ，}Ｓ_{２２，Ｋ，ｆ}）を既に供給しているため、マトリクスＩ_ＡおよびＩ_Ｂの計算に関して補正を実行する必要はない。

時間ドメインで測定された値を記録する装置構成が、図３（校正装置構成）と同様に図５に示される。同じ機能を持つ部分は、図３の上記の説明を参照して説明されうるように、図３と同じ参照番号で示される。

ＶＮＡの代わりに、第１のチャンネル４０２と、第２のチャンネル４０４と、第３のチャンネル４０６と、第４のチャンネル４０８とを有するオシロスコープ４００がここでは使用される。第１および第２のチャンネル４０２，４０４はそれぞれ第１の方向性結合器２００の出力に接続され、第３および第４のチャンネル４０６，４０８はそれぞれ第２の方向性結合器２０２の出力に接続される。こうして、電圧ｖ_３４１０，ｖ_４４１２，ｖ_５４１４およびｖ_６４１６の形態の分離された波は、ここで、図５に示されるように、それぞれ第１乃至第４のチャンネル４０２，４０３，４０４および４０６で記録されうる。信号源４１８は、第１または第２の方向性結合器２００，２０２に選択的に接続され、波量ａ_１２１８の波を第１の方向性結合器２００に供給し、ａ_２２２２（波量ａ_２２２２の波）を第２の方向性結合器２０２に供給する。そのとき他方の方向性結合器２０２または２００は、それぞれ終端抵抗Ｚ４２０に接続される。

校正がその有効性を保つために、破線で示される装置構成の部分は、ＶＮＡ２０４での校正後にはもはや変化しない。さもなければ、決定された誤差項はもはや検査部品とＤＵＴ面の間の正しい関係を記述しない。しかし、対照的に、信号源４１８における変化、終端抵抗４２０における変化ならびにそれらの対応する方向性結合器２００，２０２への接続ケーブルにおける変化は、校正係数の有効性に影響を与えない。

以下では、校正平面１６内の電流および電圧が、オシロスコープ４００のチャンネル１乃至４、４０２，４０４，４０６，４０８上の結合器の出力での時間ドメインにおいて測定された電圧からどのように決定されるのかが説明される。

このために、記録された電圧ｖ_３４１０，ｖ_４４１２，ｖ_５４１４およびｖ_６４１６がそれぞれ先ずΔｔ＝０．５／ｆ_ｍａｘの時間増分に内挿され、そこで、校正データが利用可能である最高周波数はｆ_ｍａｘで表される。チャンネルｉで測定された電圧がｖ_ｉで示され、ｉ＝３，４，５，６である場合、これらはベクトル｛ｖ_ｉ（ｋ・Δｔ）｝で表されうる。これによりｋは全てのＮ個のデータポイントにわたる実行インデックスを示し、ここでｋ＝１，．．．，Ｎである。次に短時間フーリエ変換が実行される。それにより、ＳＴＦＴの窓の幅はｍ個のデータポイントを備えるはずである。例えば、ベクトルｖ_ｉの最初のｍ個の要素は周波数ドメインに以下のように変換される。

変換後の周波数点の個数が時間ドメインでのデータポイントの個数に対応するため、両方の実行インデックスｌおよびｎに関して、ｌ，ｎ＝１，．．．，ｍである。以下は周波数増分から生じる。

誤差マトリクスＥ_ＡおよびＥ_Ｂの要素もこの周波数増分に、内挿によって整合される。ＦＦＴにより、ベクトルＶ_ｉは先ず対称スペクトルを表し、１≦ｌ≦ｍ／２のその要素は周波数ドメイン０≦ｆ≦ｆ_ｍａｘを表し、一方でｍ／２＜ｌ≦ｍの要素は、−ｆ_ｍａｘ≦ｆ≦０である負の周波数を表す。ここでは実値のみを考慮するため、ｆ≧０である周波数成分のみを考慮に入れれば十分である。さらに、検査装置から反射して戻る波がないように、時間ドメイン測定に使用されるオシロスコープ４００の入力またはチャンネル４０２，４０４，４０６，４０８が、ケーブル自体と同じインピーダンスＺ_０を有していることも仮定される。同じ仮定が、ＶＮＡ２０４の検査ポート２０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６に関する校正においても既になされている。すると、波量は以下で計算されうる。

これらの波量はここで、（７１）および（７２）に補助されてＤＵＴ２０の校正平面１６内の波量に変換されうる。以下の式が、これらの波量から校正平面１６内の電流および電圧を計算するために、

最終的に使用される。

ＴＲＬ校正の特性により、校正データが利用可能である周波数ドメインは限られている（式（１０）参照）。周波数ドメインで計算されたばかりの電流および電圧ベクトルにおいて、最低校正周波数未満の周波数を表す要素は、したがってゼロにされなければならない。これが、この周波数ドメインには値が存在せず、したがってそれに関して如何なる場合でも意味のあるデータが計算され得ないことを保証する。

次にベクトルが時間ドメインに変換し直される前に、これらは先ず、再び対称スペクトルを呈するように反映されなければならない。これらの値の逆フーリエ変換の後で、被検査デバイス上の時間離散電流および電圧が得られ、それは、入力値と同様に増分Δｔを伴ってｋステップに存在する。

すると、上述の窓はｈポイント順進し、次のブロックが変換されて計算される。

時間ドメインでの実際の測定はオシロスコープで実行されるが、より大きなダイナミックレンジが達成されることを可能にするため、校正はネットワークアナライザーで実行される。

Claims (8)

1. 校正平面内に第１のポートと第２のポートとを有する２ポート検査対象（ＤＵＴ−被検査デバイス）を検査するための第１および第２の方向性結合器を有する検査装置を校正する方法であって、
   検査装置を校正するために、第１、第２、第３、第４、第５および第６の検査ポートを有するベクトルネットワークアナライザー（ＶＮＡ）が、校正平面内の第１および第２のポートに、電磁波用の対応する導波路を介して、第１の検査ポートが校正平面内の第１のポートに接続され、第２の検査ポートが校正平面内の第２のポートに接続され、第３および第４の検査ポートが第１の方向性結合器に接続され、第５および第６の検査ポートが第２の方向性結合器に接続されるように接続され、
   第１の検査ポートにおいて、電磁波ａ_１が校正平面内の第１のポートの方向に進出し、電磁波ｂ_１が校正平面内の第１のポートの方向から進入し、
   第２の検査ポートにおいて、電磁波ａ_２が校正平面内の第２のポートの方向に進出し、電磁波ｂ_２が校正平面内の第２のポートの方向から進入し、
   校正平面内の第１のポートにおいて、電磁波ａ_{ＤＵＴ，１}が第１の検査ポートの方向から進入し、電磁波ｂ_{ＤＵＴ，１}が第１の検査ポートの方向に進出し、
   校正平面内の第２のポートにおいて、電磁波ａ_{ＤＵＴ，２}が第２の検査ポートの方向から進入し、電磁波ｂ_{ＤＵＴ，２}が第２の検査ポートの方向に進出し、
   第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間において、波ａ_１の成分が第１の方向性結合器によってａ_{Ｍｅｓｓ，１}として取り出されてＶＮＡの第３の検査ポートに供給され、
   第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間において、波ｂ_１の成分が第１の方向性結合器によってｂ_{Ｍｅｓｓ，１}として取り出されてＶＮＡの第４の検査ポートに供給され、
   第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間において、波ａ_２の成分が第２の方向性結合器によってａ_{Ｍｅｓｓ，２}として取り出されてＶＮＡの第５の検査ポートに供給され、
   第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間において、波ｂ_２の成分が第２の方向性結合器によってｂ_{Ｍｅｓｓ，２}として取り出されてＶＮＡの第６の検査ポートに供給され、
   検査装置を校正するために、ＤＵＴの代わりに少なくとも３つの異なる校正基準が校正平面内に配置され、
   校正基準Ｋごとに、および、ａ_１またはａ_２の周波数ｆの所望の周波数点ごとに、ｘ＝１，２，３，４，５または６でありｙ＝１または２である散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}が、校正基準Ｋおよび周波数ｆに関してＶＮＡのｙ番目およびｘ番目の検査ポートの間で、既知の値ａ_{１，Ｋ，ｆ}およびａ_{２，Ｋ，ｆ}から、ならびに、測定された値ｂ_{１，Ｋ，ｆ}，ｂ_{２，Ｋ，ｆ}，ａ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}，ｂ_{Ｍｅｓｓ，１，Ｋ，ｆ}，ａ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}，ｂ_{Ｍｅｓｓ，２，Ｋ，ｆ}から決定され、それにより、以下のとおりであり、
   

   

   方向性結合器を介した伝送を表す以下の散乱マトリクスＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}が、
   

   

   ｘ＝３，４，５，６でありｙ＝１，２である校正基準の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}から、以下によって散乱パラメータＳ_{１１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{１２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}，Ｓ_{２１，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}およびＳ_{２２，ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}により計算され、
   

   

   ＶＮＡの第１の検査ポートと校正平面内の第１のポートとの間の伝送を一方で表し、ＶＮＡの第２の検査ポートと校正平面内の第２のポートとの間の伝送を他方で表す散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}が、ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である校正基準の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により以下として決定され、
   

   

   ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により、以下の誤差マトリクスＩ_Ａの項ｉ_００，ｉ_０１・ｉ_１０およびｉ_１１が、
   

   

   一方の第１の検査ポートと他方の校正平面内の第１のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｉ_Ａは以下による散乱マトリクスであり、
   

   

   ｘ＝１，２でありｙ＝１，２である散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}の測定された散乱パラメータＳ_{ｘｙ，Ｋ，ｆ}により、以下の誤差マトリクスＩ_Ｂの項ｉ_２２，ｉ_２３・ｉ_３２およびｉ_３３が、
   

   

   一方の第２の検査ポートと他方の校正平面内の第２のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｉ_Ｂは以下による散乱マトリクスである
   

   

   方法において、
   ａ_１またはａ_２の周波数ｆでの周波数ステップごとに、および、校正基準Ｋごとに、散乱マトリクスＳ_{ｕｎｋｏｒｒ，Ｋ，ｆ}の補正が実行されて以下の式による補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}を生成し、
   

   

   ここで、Ｄ＝１−σ_１２σ_２１Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}であり、Γ_{Ｆ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{５１，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{６１，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第１の検査ポートを介して供給して第２の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表し、Γ_{Ｒ，Ｋ，ｆ}＝Ｓ_{３２，Ｋ，ｆ}／Ｓ_{４２，Ｋ，ｆ}は、ＶＮＡの第２の検査ポートを介して供給して第１の方向性結合器の出力で測定された伝播波対反射波の比率を表し、
   散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}の散乱パラメータにより、以下の誤差マトリクスの項ｅ_００，ｅ_０１・ｅ_１０およびｅ_１１が、
   

   

   一方の第３および第４の検査ポートと他方の校正平面内の第１のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｅ_Ａは以下による散乱マトリクスであり、
   

   

   散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}の散乱パラメータにより、以下の誤差マトリクスの項ｅ_２２，ｅ_２３・ｅ_３２およびｅ_３３が、
   

   

   一方の第５および第６の検査ポートと他方の校正平面内の第２のポートとの間の信号伝送に関して、所定の校正アルゴリズムによって波ａ_１またはａ_２の周波数ｆに応じて決定され、ここで、Ｅ_Ｂは以下による散乱マトリクスであり、
   

   

   積ｉ_０１・ｉ_１０からの分離項ｉ_０１およびｉ_１０、ならびに、積ｉ_２３・ｉ_３２からの分離項ｉ_２３およびｉ_３２が、以下の式により決定され、
   

   

   および
   

   

   既知の位相の周波数点から出発して、連続した外挿により符号がそれぞれ決定され、ある周波数点から次の周波数点への位相差が、この位相差が所定の閾値を超過した場合に１８０°減らされ、
   積ｅ_１０・ｅ_０１からの分離項ｅ_１０が以下の式により計算され、
   

   

   これから分離項ｅ_０１が決定され、それにより、以下のとおりであり、
   

   

   Ｋ^＊は伝送のない校正基準を示し、
   積ｅ_３２・ｅ_２３からの分離項ｅ_２３が以下の式により計算され、
   

   

   これから分離項ｅ_２３が決定され、それにより、以下のとおりであり、
   

   

   Ｋ^＊は伝送のない校正基準を示すことを特徴とする方法。
2. 切り替えにより、ＶＮＡの第３および第４の検査ポートが付加的に第５および第６の検査ポートとして使用されうる結果、波ａ_{Ｍｅｓｓ，２}およびｂ_{Ｍｅｓｓ，２}がＶＮＡの第５および第６の検査ポートで測定されるのとは別の時間に波ａ_{Ｍｅｓｓ，１}およびｂ_{Ｍｅｓｓ，１}がＶＮＡの第３および第４の検査ポートで測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 誤差マトリクスＥ_Ａの項ｅ_００，ｅ_０１・ｅ_１０およびｅ_１１と誤差マトリクスＥ_Ｂの項ｅ_２２，ｅ_２３・ｅ_３２およびｅ_３３とが、補正された散乱マトリクスＳ_{ｃ，Ｋ，ｆ}からＴＲＬアルゴリズムによって決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 誤差マトリクスＩ_Ａの項ｉ_００，ｉ_０１・ｉ_１０およびｉ_１１と誤差マトリクスＩ_Ｂの項ｉ_２２，ｉ_２３・ｉ_３２およびｉ_３３とが、散乱マトリクスＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}からＴＲＬアルゴリズムによって決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. ＴＲＬアルゴリズムに以下のタイプの３つの異なる校正基準：「スルー」（直通接続）タイプの第１の校正基準、「反射」（不整合終端）タイプの第２の校正基準および「ライン」（遅延ライン）タイプの第３の校正基準が使用され、校正基準「反射」の反射率がゼロに等しくなく、校正基準「反射」での反射の位相が±９０°に予め厳密に決定され、同一の校正基準「反射」がＶＮＡの全ての検査ポートに使用され、校正基準「スルー」のラインインピーダンスが校正基準「ライン」のラインインピーダンスに実質的に対応し、校正基準「スルー」の電気的長さが定義上０であり、校正基準「ライン」の電気的長さがｎ・λ／２に等しくなく、ここで、λ＝波長でありｎは１以上の整数であり、Ｋ＝「反射」、「ライン」または「スルー」でありＫ^＊＝「反射」であることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 校正基準「スルー」の電気的長さに対する校正基準「ライン」の電気的長さの差Δφに関して、以下のとおりであり、
   

   

   ここで、δ≧２０°であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. ＴＲＬアルゴリズムが、以下のように入力値Ｓ_{ｃ，Ｋ，ｆ}またはＳ_{Ｉ，Ｋ，ｆ}から出力値Ｅ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂを決定し、
   マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂの項が、それらの対応する以下の伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項によって決定され、
   

   

   および
   

   

   ここで、以下が、
   

   

   Ｔ_Ａ＝（Ｅ_Ａの伝送マトリクス）、および、Ｔ_Ｂ＝（Ｅ_Ｂの伝送マトリクス）に応じ、以下が、
   

   

   Ｔ_Ａ＝（Ｉ_Ａの伝送マトリクス）、および、Ｔ_Ｂ＝（Ｉ_Ｂの伝送マトリクス）に応じ、校正平面Ｔ_ＤＵＴ内のＤＵＴの所望のシステム誤差のない伝送マトリクスに関して、以下のとおりであり、
   

   

   Ｔ_Ｍは、ＶＮＡの検査ポートで測定された散乱マトリクスから決定された伝送マトリクスであり、
   ７つの値ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ，ｒ_２２ｐ_２２を決定するために、校正基準「スルー」の伝送マトリクスＴ_Ｔおよび校正基準「ライン」の伝送マトリクスＴ_Ｄが、ＶＮＡの検査ポートでそれぞれ測定されたこれらの校正基準の散乱マトリクスから決定され、ここで、以下のとおりであり、
   

   

   Ｔ_Ｌは、校正平面内の校正基準「ライン」の伝送マトリクスであり、以下として規定され、
   

   

   ｌはラインの実際の物理的長さであり、γ￣は伝播定数であってγ￣＝α￣＋ｊβ￣であり、α￣は減衰定数であり、β￣は位相定数であり、
   二次方程式に対して、量的に少ない解ｂを決定するために、および、量的に多い解ａ／ｃを決定するために、以下が計算され、
   

   

   ｒ_２２ｐ_２２を決定するために、以下の式が計算され、
   

   

   γ，β／αおよびａαを決定するために、以下の式が計算され、
   

   

   ａを決定するために、符号が既知である反射率Γ_Ｒを持つ伝送のない校正基準「反射」の値ｂ_{Ｍｅｓｓ，１，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}およびａ_{Ｍｅｓｓ，１，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}ならびにｂ_{Ｍｅｓｓ，２，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}およびａ_{Ｍｅｓｓ，２，ｒｅｆｌｅｃｔ，ｆ}が、誤差マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ｂを持つ誤差２ポートを介して測定され、値ｗ_１およびｗ_２が、以下により計算され、
   

   

   ａの量が以下により計算され、
   

   

   ａの符号が、ａの２つの可能性のある結果の代入によって以下の式で、
   

   

   対応する符号がΓ_Ｒの既知の符号と比較されることにより決定され、また、これらが対応すれば、この符号がａに対して決定され、
   ａの既知の値からｃが決定されてａ／ｃが決定され、
   αおよびβを決定するために、以下の式が計算され、
   

   

   伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項が、値ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ，ｒ_２２ｐ_２２から決定され、関連する散乱マトリクスＥ_ＡおよびＥ_ＢまたはＩ_ＡおよびＩ_Ｂの項が、散乱マトリクスと伝送マトリクスとの間の変換関係によって伝送マトリクスＴ_ＡおよびＴ_Ｂの項から計算されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 前記反射率は、誤差マトリクスＥ_Ａを持つ誤差２ポートを介した反射測定に関してΓ_Ｒ＝Ｓ_{１１，ＤＵＴ}であり、誤差マトリクスＥ_Ｂを持つ誤差２ポートを介した反射測定に関してΓ_Ｒ＝Ｓ_{２２，ＤＵＴ}であり、ここで、Ｓ_{１１，ＤＵＴ}およびＳ_{２２，ＤＵＴ}は、校正平面内のＤＵＴの以下の散乱マトリクスＳ_ＤＵＴの項である
   

   

   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。

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