TWM642232U - 射頻s參數量測裝置 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種射頻S參數量測裝置，其包含向量網路分析儀、升降頻裝置與通道切換裝置，升降頻裝置耦接向量網路分析儀與通道切換裝置。通道切換裝置傳送高頻向量訊號至待測物，待測物反射高頻向量訊號以形成高頻反射向量訊號，高頻向量訊號透射待測物以形成高頻透射向量訊號。升降頻裝置接收高頻向量訊號、高頻反射向量訊號與高頻透射向量訊號，以藉此產生低頻向量訊號、低頻反射向量訊號與低頻透射向量訊號。向量網路分析儀接收並分析低頻向量訊號、低頻反射向量訊號與低頻透射向量訊號，以得到S參數量測值。

Description

射頻S參數量測裝置

本創作係有關於一種量測裝置，尤指一種射頻S參數量測裝置。

高頻電路的設計中使用的散射參數，即所謂的S參數(Scattering Parameters)進行電路的設計，因為在高頻的領域中甚難定義出絕對的開路或短路，且在網路中亦不易量測到總電壓、電流。同時有些主動元件如電晶體、二極體等在開路或短路的電路環境中亦無法穩定工作。因此必須使用高頻較易量測的入射與反射功率來定義電路的參數，即所謂的S參數。

一般S參數量測之儀器為向量網路分析儀(Vector network analyzer,VNA)，但在射頻積體電路(IC)產線中，必須要量測其它射頻(RF)測試項目，如一分貝壓縮點輸出功率(Pldb)、頻譜屏蔽(spectral mask)、誤差向量幅度(EVM)及相鄰通道功率比(ACPR)，此為向量網路分析儀無法量測之部分。此外，向量網路分析儀雖然能支援毫米波頻段之S參數量測，但價格昂貴。對於向量網路分析儀無法量測之部分，可用向量訊號產生器(Vector signal generator,VSG)和向量訊號分析器(vector signal analyzer,VSA)進行量測。然而，向量訊號產生器與向量訊號分析器只能支援6十億赫茲(GHz)以下的頻率，而無法支援毫米波頻段，即28~39GHz之S參數量測。

因此，本創作係在針對上述的困擾，提出一種射頻S參數量測裝置，以解決習知所產生的問題。

本創作的主要目的，在於提供一種射頻S參數量測裝置，其以低成本量測高頻之S參數，例如毫米波頻段之S參數。

在本創作之一實施例中，一種射頻S參數量測裝置耦接一待測物，射頻S參數量測裝置包含一向量網路分析儀、一升降頻裝置與一通道切換裝置。向量網路分析儀用以產生一低頻向量訊號。升降頻裝置耦接向量網路分析儀，其中升降頻裝置用以接收低頻向量訊號與高頻訊號，並藉此產生一高頻向量訊號。通道切換裝置具有一第一埠與一第二埠，待測物耦接於第一埠與第二埠之間，通道切換裝置耦接升降頻裝置。通道切換裝置用以傳送高頻向量訊號至待測物，待測物反射高頻向量訊號以形成高頻反射向量訊號，高頻向量訊號透射待測物以形成高頻透射向量訊號。升降頻裝置用以接收高頻向量訊號、高頻反射向量訊號與高頻透射向量訊號，以藉此產生低頻向量訊號、低頻反射向量訊號與低頻透射向量訊號。向量網路分析儀用以接收並分析低頻向量訊號、低頻反射向量訊號與低頻透射向量訊號，以得到S參數量測值。

在本創作之一實施例中，射頻S參數量測裝置更包含一高頻訊號產生器與一訊號分配器。高頻訊號產生器用以產生高頻訊號，訊號分配器耦接高頻訊號產生器與升降頻裝置。訊號分配器用以接收並分配高頻訊號至升降頻裝置。

在本創作之一實施例中，升降頻裝置包含一第一混波器、一第二混波器、一第三混波器與一第四混波器。第一混波器與第二混波器耦接訊號分配器與向量網路分析儀。在第一混波器接收低頻向量訊號與高頻訊號，並藉此產生高頻向量訊號時，第二混波器接收高頻訊號與高頻透射向量訊號，並藉此產生低頻透射向量訊號。在第一混波器接收高頻訊號與高頻透射向量訊號，並藉此產生低頻透射向量訊號時，第二混波器接收低頻向量訊號與高頻訊號，並藉此產生高頻向量訊號。第三混波器耦接訊號分配器與向量網路分析儀。第三混波器用以接收高頻訊號與高頻向量訊號，並藉此產生低頻向量訊號。第四混波器耦接訊號分配器與向量網路分析儀。第四混波器用以接收高頻訊號與高頻反射向量訊號，並藉此產生低頻反射向量訊號。

在本創作之一實施例中，射頻S參數量測裝置更包含一第一帶通濾波器、一第二帶通濾波器、一第三帶通濾波器、一第四帶通濾波器、一第五帶通濾波器與一第六帶通濾波器。第一帶通濾波器耦接於第一混波器與向量網路分析儀之間，其中第一帶通濾波器用以濾除第一混波器產生之雜散(spurious)訊號。第二帶通濾波器耦接於第一混波器與通道切換裝置之間，其中第二帶通濾波器用以濾除第一混波器產生之雜散訊號。第三帶通濾波器耦接於向量網路分析儀與第二混波器之間，其中第三帶通濾波器用以濾除第二混波器產生之雜散訊號。第四帶通濾波器耦接於第二混波器與通道切換裝置之間，其中第四帶通濾波器用以濾除第二混波器產生之雜散訊號。第五帶通濾波器耦接於第三混波器與向量網路分析儀之間，其中第五帶通濾波器用以濾除第三混波器產生之雜散訊號。第六帶通濾波器耦接於 第四混波器與向量網路分析儀之間，其中第六帶通濾波器用以濾除第四混波器產生之雜散訊號。

在本創作之一實施例中，射頻S參數量測裝置更包含一第一放大器、一第二放大器、一第三放大器、一第四放大器、一第五放大器與一第六放大器。第一放大器耦接於第五帶通濾波器與向量網路分析儀之間，其中第一放大器用以放大低頻向量訊號之功率。第二放大器耦接於第四混波器與向量網路分析儀之間，其中第二放大器用以放大低頻反射向量訊號之功率。第三放大器耦接於訊號分配器與第一混波器之間，其中第三放大器用以放大高頻訊號之功率。第四放大器耦接於訊號分配器與第二混波器之間，其中第四放大器用以放大高頻訊號之功率。第五放大器耦接於訊號分配器與第三混波器之間，其中第五放大器用以放大高頻訊號之功率。第六放大器耦接於訊號分配器與第四混波器之間，其中第六放大器用以放大高頻訊號之功率。

在本創作之一實施例中，通道切換裝置更包含一第一方向性耦合器、一第二方向性耦合器、一第一通道切換開關與一第二通道切換開關。第一方向性耦合器耦接第一混波器與第一埠，第二方向性耦合器耦接第二埠與第二混波器。第一通道切換開關耦接第三混波器、第一方向性耦合器與第二方向性耦合器，第二通道切換開關耦接第一方向性耦合器、第二方向性耦合器與第四混波器。

在本創作之一實施例中，第一方向性耦合器用以傳送高頻向量訊號至待測物，第一方向性耦合器與第一通道切換開關用以傳送高 頻向量訊號至第三混波器。第一方向性耦合器與第二通道切換開關用以傳送高頻反射向量訊號至第四混波器，第二方向性耦合器用以傳送高頻透射向量訊號至第二混波器。

在本創作之一實施例中，第二方向性耦合器用以傳送高頻向量訊號至待測物，第二方向性耦合器與第一通道切換開關用以傳送高頻向量訊號至第三混波器。第二方向性耦合器與第二通道切換開關用以傳送高頻反射向量訊號至第四混波器，第一方向性耦合器用以傳送高頻透射向量訊號至第一混波器。

在本創作之一實施例中，低頻向量訊號之頻率屬於微波(microwave)頻段，高頻訊號之頻率屬於微波頻段或毫米波(mm wave)頻段。

在本創作之一實施例中，S參數量測值包含順向反射參數量測值、順向饋入參數量測值、逆向反射參數量測值與逆向饋入參數量測值。

基於上述，射頻S參數量測裝置採用升頻與降頻技術，以低成本量測高頻之S參數，例如毫米波頻段之S參數。

茲為使 貴審查委員對本創作的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

1:射頻S參數量測裝置

10:向量網路分析儀

11:升降頻裝置

110:第一混波器

111:第二混波器

112:第三混波器

113:第四混波器

12:通道切換裝置

120:第一埠

121:第二埠

122:第一方向性耦合器

123:第二方向性耦合器

124:第一通道切換開關

125:第二通道切換開關

13:高頻訊號產生器

14:訊號分配器

B1:第一帶通濾波器

B2:第二帶通濾波器

B3:第三帶通濾波器

B4:第四帶通濾波器

B5:第五帶通濾波器

B6:第六帶通濾波器

A1:第一放大器

A2:第二放大器

A3:第三放大器

A4:第四放大器

A5:第五放大器

A6:第六放大器

2:待測物

LV:低頻向量訊號

H:高頻訊號

HV:高頻向量訊號

HR:高頻反射向量訊號

HT:高頻透射向量訊號

LR:低頻反射向量訊號

LT:低頻透射向量訊號

A、B、F:收發埠

第1圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置之電路示意圖。

第2圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置量測順向反射參數量測值與順向饋入參數量測值之電路示意圖。

第3圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置量測逆向反射參數量測值與逆向饋入參數量測值之電路示意圖。

第4圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的順向反射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖。

第5圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的順向透射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖。

第6圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的逆向透射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖。

第7圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的逆向反射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖。

第8圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向反射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖。

第9圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向透射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖。

第10圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向透射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖。

第11圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向反射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖。

第12圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向反射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖。

第13圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向透射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖。

第14圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向透射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖。

第15圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向反射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖。

本創作之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本創作之內容而進行多種之改變與修改。

當一個元件被稱為『在...上』時，它可泛指該元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在於兩者之中。相反地，當一個元件被稱為『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在於兩者之中間。如本文所用，詞彙『及/或』包含了列出的關聯項目中的一個或多個的任何組合。

於下文中關於“一個實施例”或“一實施例”之描述係指關於至少一實施例內所相關連之一特定元件、結構或特徵。因此，於下文中多處所出現之“一個實施例”或“一實施例”之多個描述並非針對同一實施例。再者，於一或多個實施例中之特定構件、結構與特徵可依照一適當方式而結合。

揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當 可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數個排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。

可了解如在此所使用的用詞「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-ended)，即意指包含但不限於。另外，本創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本創作所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制創作作之申請專利範圍。

此外，若使用「電(性)耦接」或「電(性)連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。舉例而言，若文中描述一第一裝置電性耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他 裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。另外，若描述關於電訊號之傳輸、提供，熟習此技藝者應該可了解電訊號之傳遞過程中可能伴隨衰減或其他非理想性之變化，但電訊號傳輸或提供之來源與接收端若無特別敘明，實質上應視為同一訊號。舉例而言，若由電子電路之端點A傳輸(或提供)電訊號S給電子電路之端點B，其中可能經過一電晶體開關之源汲極兩端及/或可能之雜散電容而產生電壓降，但此設計之目的若非刻意使用傳輸(或提供)時產生之衰減或其他非理想性之變化而達到某些特定的技術效果，電訊號S在電子電路之端點A與端點B應可視為實質上為同一訊號。

除非特別說明，一些條件句或字詞，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也許(might)」，或「可(may)」，通常是試圖表達本案實施例具有，但是也可以解釋成可能不需要的特徵、元件，或步驟。在其他實施例中，這些特徵、元件，或步驟可能是不需要的。

以下將提出一種本創作之射頻S參數量測裝置，其採用升頻與降頻技術，以低成本量測高頻之S參數，例如毫米波頻段之S參數。

第1圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置之電路示意圖。請參閱第1圖，射頻S參數量測裝置1包含一向量網路分析儀10、一升降頻裝置11與一通道切換裝置12，升降頻裝置11耦接向量網路分析儀10與通道切換裝置12。通道切換裝置12具有一第一埠120與一第二埠121，一待測物2耦接於第一埠120與第二埠121之間。

向量網路分析儀10產生一低頻向量訊號LV。升降頻裝置11接收低頻向量訊號LV與高頻訊號H，並藉此產生一高頻向量訊號HV。為了毫米波頻段之S參數，低頻向量訊號之頻率可設定屬於微波(microwave)頻段，高 頻訊號之頻率可設定屬於微波頻段或毫米波(mm wave)頻段。通道切換裝置12傳送高頻向量訊號HV至待測物2，待測物2反射高頻向量訊號HV以形成高頻反射向量訊號HR，高頻向量訊號HV透射待測物2以形成高頻透射向量訊號HT。升降頻裝置11接收高頻向量訊號HV、高頻反射向量訊號HR與高頻透射向量訊號HT，以藉此產生低頻向量訊號LV、低頻反射向量訊號LR與低頻透射向量訊號LT。向量網路分析儀10接收並分析低頻向量訊號LV、低頻反射向量訊號LR與低頻透射向量訊號LT，以得到S參數量測值。S參數量測值包含順向反射參數量測值、順向饋入參數量測值、逆向反射參數量測值與逆向饋入參數量測值。藉由量測短路、開路、負載、通過(Short Open Load and Through,SOLT)標準校正套件，以建立S參數校準誤差值，利用S參數校準誤差值與S參數量測值可以計算出S參數實際值。

在本創作之某些實施例中，射頻S參數量測裝置1更可包含一高頻訊號產生器13與一訊號分配器14。訊號分配器14耦接高頻訊號產生器13與升降頻裝置11。高頻訊號產生器13產生高頻訊號H，訊號分配器14接收並分配高頻訊號H至升降頻裝置11。升降頻裝置11可包含一第一混波器110、一第二混波器111、一第三混波器112與一第四混波器113。第一混波器110、第二混波器111、第三混波器112與第四混波器113耦接訊號分配器14與向量網路分析儀10。在第一混波器110接收低頻向量訊號LV與高頻訊號H，並藉此產生高頻向量訊號HV時，第二混波器111接收高頻訊號H與高頻透射向量訊號HT，並藉此產生低頻透射向量訊號LT。在第一混波器110接收高頻訊號H與高頻透射向量訊號HT，並藉此產生低頻透射向量訊號LT時，第二混波器111接收低頻向量訊號LV與高頻訊號H，並藉此產生高頻向量訊號HV。第三 混波器112接收高頻訊號H與高頻向量訊號HV，並藉此產生低頻向量訊號LV。第四混波器113接收高頻訊號H與高頻反射向量訊號HR，並藉此產生低頻反射向量訊號LR。

為了提升S參數之量測精準度，射頻S參數量測裝置1更可包含一第一帶通濾波器B1、一第二帶通濾波器B2、一第三帶通濾波器B3、一第四帶通濾波器B4、一第五帶通濾波器B5、一第六帶通濾波器B6、一第一放大器A1、一第二放大器A2、一第三放大器A3、一第四放大器A4、一第五放大器A5與一第六放大器A6。第一帶通濾波器B1耦接於第一混波器110與向量網路分析儀10之間，第二帶通濾波器B2耦接於第一混波器110與通道切換裝置12之間，第三帶通濾波器B3耦接於向量網路分析儀10與第二混波器111之間，第四帶通濾波器B4耦接於第二混波器111與通道切換裝置12之間，第五帶通濾波器B5耦接於第三混波器112與向量網路分析儀10之間，第六帶通濾波器B6耦接於第四混波器113與向量網路分析儀10之間。第一放大器A1耦接於第五帶通濾波器B5與向量網路分析儀10之間，第二放大器A2耦接於第四混波器113與向量網路分析儀10之間，第三放大器A3耦接於訊號分配器14與第一混波器110之間，第四放大器A4耦接於訊號分配器14與第二混波器111之間。

第一帶通濾波器B1濾除第一混波器110產生之雜散(spurious)訊號，例如低頻向量訊號LV或低頻透射向量訊號LT之雜散訊號。第二帶通濾波器B2濾除第一混波器110產生之雜散訊號，例如高頻向量訊號HV或高頻透射向量訊號HT之雜散訊號。第三帶通濾波器B3 濾除第二混波器111產生之雜散訊號，例如低頻向量訊號LV或低頻透射向量訊號LT之雜散訊號。第四帶通濾波器B4濾除第二混波器111產生之雜散訊號，例如高頻向量訊號HV或高頻透射向量訊號HT之雜散訊號。第五帶通濾波器B5濾除第三混波器112產生之雜散訊號，例如低頻向量訊號LV之雜散訊號。第六帶通濾波器B6濾除第四混波器113產生之雜散訊號，例如低頻反射向量訊號LR之雜散訊號。第一放大器A1放大低頻向量訊號LV之功率，第二放大器A2放大低頻反射向量訊號LR之功率，第三放大器A3、第四放大器A4、第五放大器A5與第六放大器A6皆放大高頻訊號H之功率。

在本創作之某些實施例中，通道切換裝置12更可包含一第一方向性耦合器122、一第二方向性耦合器123、一第一通道切換開關124與一第二通道切換開關125。第一方向性耦合器122可通過第二帶通濾波器B2耦接第一混波器110，並耦接第一埠120。第二方向性耦合器123可耦接第二埠121，並通過第四帶通濾波器B4耦接第二混波器111。第一通道切換開關124耦接第三混波器112、第一方向性耦合器122與第二方向性耦合器123。第二通道切換開關125耦接第一方向性耦合器122、第二方向性耦合器123與第四混波器113。

第2圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置量測順向反射參數量測值與順向饋入參數量測值之電路示意圖。如第2圖所示，第一方向性耦合器122傳送高頻向量訊號HV至待測物2，第一方向性耦合器122與第一通道切換開關124之收發埠A、F傳送高頻向量訊號HV至第三混波器112。第一方向性耦合器122與第二通道切換開關125之收發埠 A、F傳送高頻反射向量訊號HR至第四混波器113，第二方向性耦合器123傳送高頻透射向量訊號HT至第二混波器111。在此實施例中，藉由低頻向量訊號LV與低頻反射向量訊號LR能計算出順向反射參數量測值，藉由低頻向量訊號LV與低頻透射向量訊號LT能計算出順向透射參數量測值。

第3圖為本創作之一實施例之射頻S參數量測裝置量測逆向反射參數量測值與逆向饋入參數量測值之電路示意圖。如第3圖所示，第二方向性耦合器123傳送高頻向量訊號HV至待測物2，第二方向性耦合器123與第一通道切換開關124之收發埠B、F傳送高頻向量訊號HV至第三混波器112。第二方向性耦合器123與第二通道切換開關125之收發埠B、F傳送高頻反射向量訊號HR至第四混波器113，第一方向性耦合器122傳送高頻透射向量訊號HT至第一混波器110。在此實施例中，藉由低頻向量訊號LV與低頻反射向量訊號LR能計算出逆向反射參數量測值，藉由低頻向量訊號LV與低頻透射向量訊號LT能計算出逆向透射參數量測值。

第4圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的順向反射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖，第5圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的順向透射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖，第6圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的逆向透射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖，第7圖為本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀的逆向反射參數量測值之振幅與頻率之曲線圖。在第4圖、第5圖、第6圖與第7圖中，待測物以低噪音放大器(LNA)為例，其中實線代表本創作之射頻S參數量測裝置，虛線代表先前技術之高頻向量網路分析儀。由圖可知， 本創作之射頻S參數量測裝置與先前技術之高頻向量網路分析儀在數據上幾乎相同，故本創作之射頻S參數量測裝置能以低成本量測精準之S參數。

第8圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向反射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖，第9圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向透射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖，第10圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向透射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖，第11圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向反射參數量測值之振幅誤差與頻率之曲線圖。第12圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向反射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖，第13圖為本創作之射頻S參數量測裝置的順向透射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖，第14圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向透射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖，第15圖為本創作之射頻S參數量測裝置的逆向反射參數量測值之相位誤差與頻率之曲線圖。第8圖、第9圖、第12圖與第13圖對應表一之數據。由第8圖至第15圖與表一可知，相比先前技術之高頻向量網路分析儀，本創作之射頻S參數量測裝置在量測S參數上誤差較小，故更為精準。

根據上述實施例，射頻S參數量測裝置採用升頻與降頻技術，以低成本量測高頻之S參數，例如毫米波頻段之S參數。

以上所述者，僅為本創作一較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，故舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

1:射頻S參數量測裝置

10:向量網路分析儀

11:升降頻裝置

110:第一混波器

111:第二混波器

112:第三混波器

113:第四混波器

12:通道切換裝置

120:第一埠

121:第二埠

122:第一方向性耦合器

123:第二方向性耦合器

124:第一通道切換開關

125:第二通道切換開關

13:高頻訊號產生器

14:訊號分配器

B1:第一帶通濾波器

B2:第二帶通濾波器

B3:第三帶通濾波器

B4:第四帶通濾波器

B5:第五帶通濾波器

B6:第六帶通濾波器

A1:第一放大器

A2:第二放大器

A3:第三放大器

A4:第四放大器

A5:第五放大器

A6:第六放大器

2:待測物

LV:低頻向量訊號

H:高頻訊號

HV:高頻向量訊號

HR:高頻反射向量訊號

HT:高頻透射向量訊號

LR:低頻反射向量訊號

LT:低頻透射向量訊號

A、B、F:收發埠

Claims (10)

1. 一種射頻S參數量測裝置，耦接一待測物，該射頻S參數量測裝置包含：一向量網路分析儀，用以產生一低頻向量訊號；一升降頻裝置，耦接該向量網路分析儀，其中該升降頻裝置用以接收該低頻向量訊號與高頻訊號，並藉此產生一高頻向量訊號；以及一通道切換裝置，具有一第一埠與一第二埠，該待測物耦接於該第一埠與該第二埠之間，該通道切換裝置耦接該升降頻裝置，其中該通道切換裝置用以傳送該高頻向量訊號至該待測物，該待測物反射該高頻向量訊號以形成高頻反射向量訊號，該高頻向量訊號透射該待測物以形成高頻透射向量訊號，該升降頻裝置用以接收該高頻向量訊號、該高頻反射向量訊號與該高頻透射向量訊號，以藉此產生該低頻向量訊號、低頻反射向量訊號與低頻透射向量訊號，該向量網路分析儀用以接收並分析該低頻向量訊號、該低頻反射向量訊號與該低頻透射向量訊號，以得到S參數量測值。
2. 如請求項1所述之射頻S參數量測裝置，更包含：一高頻訊號產生器，用以產生該高頻訊號；以及一訊號分配器，其耦接該高頻訊號產生器與該升降頻裝置，其中該訊號分配器用以接收並分配該高頻訊號至該升降頻裝置。
3. 如請求項2所述之射頻S參數量測裝置，其中該升降頻裝置包含： 一第一混波器與一第二混波器，耦接該訊號分配器與該向量網路分析儀，其中在該第一混波器接收該低頻向量訊號與該高頻訊號，並藉此產生該高頻向量訊號時，該第二混波器接收該高頻訊號與該高頻透射向量訊號，並藉此產生該低頻透射向量訊號，在該第一混波器接收該高頻訊號與該高頻透射向量訊號，並藉此產生該低頻透射向量訊號時，該第二混波器接收該低頻向量訊號與該高頻訊號，並藉此產生該高頻向量訊號；一第三混波器，耦接該訊號分配器與該向量網路分析儀，其中該第三混波器用以接收該高頻訊號與該高頻向量訊號，並藉此產生該低頻向量訊號；以及一第四混波器，耦接該訊號分配器與該向量網路分析儀，其中該第四混波器用以接收該高頻訊號與該高頻反射向量訊號，並藉此產生該低頻反射向量訊號。
4. 如請求項3所述之射頻S參數量測裝置，更包含：一第一帶通濾波器，耦接於該第一混波器與該向量網路分析儀之間，其中該第一帶通濾波器用以濾除該第一混波器產生之雜散(spurious)訊號；一第二帶通濾波器，耦接於該第一混波器與該通道切換裝置之間，其中該第二帶通濾波器用以濾除該第一混波器產生之雜散訊號；一第三帶通濾波器，耦接於該向量網路分析儀與該第二混波器之間，其中該第三帶通濾波器用以濾除該第二混波器產生之雜散訊號； 一第四帶通濾波器，耦接於該第二混波器與該通道切換裝置之間，其中該第四帶通濾波器用以濾除該第二混波器產生之雜散訊號；一第五帶通濾波器，耦接於該第三混波器與該向量網路分析儀之間，其中該第五帶通濾波器用以濾除該第三混波器產生之雜散訊號；以及一第六帶通濾波器，耦接於該第四混波器與該向量網路分析儀之間，其中該第六帶通濾波器用以濾除該第四混波器產生之雜散訊號。
5. 如請求項4所述之射頻S參數量測裝置，更包含：一第一放大器，耦接於該第五帶通濾波器與該向量網路分析儀之間，其中該第一放大器用以放大該低頻向量訊號之功率；一第二放大器，耦接於該第四混波器與該向量網路分析儀之間，其中該第二放大器用以放大該低頻反射向量訊號之功率；一第三放大器，耦接於該訊號分配器與該第一混波器之間，其中該第三放大器用以放大該高頻訊號之功率；一第四放大器，耦接於該訊號分配器與該第二混波器之間，其中該第四放大器用以放大該高頻訊號之功率；一第五放大器，耦接於該訊號分配器與該第三混波器之間，其中該第五放大器用以放大該高頻訊號之功率；以及一第六放大器，耦接於該訊號分配器與該第四混波器之間，其中該第六放大器用以放大該高頻訊號之功率。
6. 如請求項5所述之射頻S參數量測裝置，其中該通道切換裝置更包含：一第一方向性耦合器，耦接該第一混波器與該第一埠；一第二方向性耦合器，耦接該第二埠與該第二混波器；一第一通道切換開關，耦接該第三混波器、該第一方向性耦合器與該第二方向性耦合器；以及一第二通道切換開關，耦接該第一方向性耦合器、該第二方向性耦合器與該第四混波器。
7. 如請求項6所述之射頻S參數量測裝置，其中該第一方向性耦合器用以傳送該高頻向量訊號至該待測物，該第一方向性耦合器與該第一通道切換開關用以傳送該高頻向量訊號至該第三混波器，該第一方向性耦合器與該第二通道切換開關用以傳送該高頻反射向量訊號至該第四混波器，該第二方向性耦合器用以傳送該高頻透射向量訊號至該第二混波器。
8. 如請求項6所述之射頻S參數量測裝置，其中該第二方向性耦合器用以傳送該高頻向量訊號至該待測物，該第二方向性耦合器與該第一通道切換開關用以傳送該高頻向量訊號至該第三混波器，該第二方向性耦合器與該第二通道切換開關用以傳送該高頻反射向量訊號至該第四混波器，該第一方向性耦合器用以傳送該高頻透射向量訊號至該第一混波器。
9. 如請求項1所述之射頻S參數量測裝置，其中該低頻向量訊號之頻率屬於微波(microwave)頻段，該高頻訊號之頻率屬於微波頻段 或毫米波(mm wave)頻段。
10. 如請求項1所述之射頻S參數量測裝置，其中該S參數量測值包含順向反射參數量測值、順向饋入參數量測值、逆向反射參數量測值與逆向饋入參數量測值。

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