[发明专利]一种自校准高精度微波测量夹具及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波元件测量装置，尤其涉及一种微波元件的无损伤测量的自校准高精度微波测量夹具及校准方法。

背景技术

战争对军用微波雷达的需求，催生了微波元件。随着微波技术的不断进步，微波元件的市场规模急剧上升。微波元件已广泛应用于微波通讯系统、遥测系统、雷达、导航、生物医学、单子对抗、人造卫星、宇宙飞船等各个领域。在微波系统中，实现对微波信号的定向传输、衰减、隔离、滤波、相位控制、波形及极化变换、阻抗变换与调配等功能作用的，统称为微波元件。简单地说，微波元件就是工作在微波频段的电磁元件。随着科学技术的发展，微波元件的种类越来越多，微波元件正向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、环保节能方向发展。因此，微波元件的发展使得对于微波元件的测量要求也越来越高，微波元件测量技术需要根据微波元件的发展而不断发展。微波元件的种类繁多，并且某些微波元件的体积非常小，需要通过测量夹具将其连接到网络分析仪上。传统的测量方法是嵌入式测量法，该方法是制作一个完全对称的夹具，夹具采用同轴连接器和微带电路焊接的方式转成平面结构，待测微波元件一般通过焊接或者压紧在电路板上，一般是先对夹具本身进行测试，然后把测得的参数采用数学方法分成两份，作为附加在待测微波元件两端的参数，然后把夹具和待测微波元件连接进行测试，所得的数据使用数学方法扣除附加在待测微波元件两端的参数即可得到待测元件的参数；采用该方法的缺点主要有以下几个方面：（1）结构上采用焊接的方式，很难控制，使用焊锡焊接，在微波领域尤其是频率很高的时候，焊点会形成比较大的微波能量反射。焊点的形状，光洁度，大小等都会对微波能量的反射造成影响。这些显然不论是人工焊接还是其他手段都是不可控的因素，因此会对测量结果的不确定度起到无法避免的影响。另外待测件如果采用焊接的方式和电路板连接则会使得待测件成为拆装件而无法再使用，且不适合大批量产品测试；（2）在测量方式上，采用数学方式把夹具参数扣除，过程复杂且会造成多处误差叠加，很难保证测量精度。因为要先测量夹具的参数，因此已经多引入了一次测量误差；因为要把夹具的参数分成两半，所以要把夹具做成完全对称。但是无论多高精度的加工都会有公差存在，因此夹具不可能真的对称，由此带来的误差经过数学计算还会被放大。经过多处误差的重叠，测试精度会受很大影响。

中国专利2006100052497公开了一种微波陶瓷元器件检测夹具与装置及其检测方法，该专利的微波共面波导测试夹具设有波导底座、高频印刷电路板和紧固件，在高频印刷电路板上设有短路开路校准通道、匹配校准通道、并联检测通道和串联检测通道，被测元件放置于并联检测通道的内导体上，通过探针与并联检测通道外导体形成并接回路；串联检测通道用于测试被测元器件的谐振峰，通过探针紧压被测元器件与串联检测通道内导体的断面紧密接触，所述的微波共面波导测试夹具还包括样品定位片、检测探针架和8对SMA接头；该专利的检测夹具的检测电路为高频印刷电路板，所述的样品定位片上的固定被测元件样品的样品槽很难满足微波元件多样化的要求。因此需要提供一种新的、适应多种微波元件检测的、无损伤测量的、操作方便、精度高的测试夹具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、测量精度高、可以对微波元件无损伤测量的自校准高精度微波测量夹具及校准方法。该测量夹具包括基座单元、固定单元、测量单元、连接单元和压紧单元。

本发明的目的是由下述技术方案实现的： 

一种自校准高精度微波测量夹具，有一个基座单元，所述基座单元上安装有连接单元、固定单元、测量单元、压紧单元；所述的连接单元和测量单元可以在基座单元上移动；

所述的基座单元上有一个安装座；所述的安装座中部有一矩形凹槽，所述的矩形凹槽内部水平设置有两条滑轨，在所述的安装座的左部设置有左凸台，在所述的安装座的右部设置有夹紧螺纹孔；

所述的固定单元包括固定座、同轴连接器，所述的固定单元固定于所述的基座单元的安装座的左凸台上，所述的同轴连接器安装在所述固定座中部，所述的同轴连接器一端延伸出所述固定座的外表面，所述的同轴连接器另一端延伸至所述固定座的内表面；

所述的测量单元包括测量单元座、微带电路板、载片以及锁孔；所述的测量单元座中部设置有凹槽，两个所述的载片分别固定于所述的凹槽的两侧，所述的微带电路板设置于所述的两个载片的之间位置；所述的微带电路板包括微带线和介质板；所述的测量单元安装于所述基座单元的两条滑轨上；