[发明专利]一种多端口矢量网络分析仪简化直通连接的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种多端口矢量网络分析仪简化直通连接的校准方法。

背景技术

系统误差、随机误差、漂移误差是造成矢量网络分析仪测量不准确的三大来源。其中系统误差是由于微波、毫米波部件的不完善性所引入的误差。在一个稳定的测量环境中，系统误差是确定的、可重复的，因而也是可表征的。利用校准技术可以有效地消除掉系统误差，提高测试的精度。

近年来为了提高装备的性能指标，各种多端口、多功能组件和模块纷纷出现，如功率合成网络、多个T/R组件集成的T/R单元、各种馈电网络等，并具有系统集成时需求量大的显著特征，从微波元器件、部件、设备整机直至武器系统的研制、生产、安装调试、维护维修等各个环节都需要对多端口网络S参数进行快速精确的测试与分析。因此要求矢量网络分析仪具备多端口器件的测量功能。利用矢量网络分析仪进行多端口器件测量前，要求矢量网络分析仪必须在测试端口上进行多端口校准。

目前线性的多端口校准技术是传统的全N端口校准技术，它是对双端口校准技术的扩展，随着测试器件端口数的增加，校准的复杂度将翻倍上升。

传统全N端口校准技术要求两两端口间均进行直通连接，随着端口数目的增多，校准过程中直通连接次数呈指数级增长。当端口数为4时，校准需要的直通连接次数为6；当端口数为16时，需要的直通连接次数为120。这种情况下，校准过程的复杂性增加了对操作人员细心程度和技术水平的要求，增大了由人为因素产生的校准后误差大的概率，严重的会造成校准失败。多端口校准过程还增加了端口、校准件的重复连接次数，不可避免的引入了重复性误差，降低了校准精度。显然，对于多端口矢量网络分析仪的校准，现有的校准功能已经无法满足多端口的校准需求。如何简化直通连接次数，减少校准的工作量，成了多端口校准技术发展的需要。

另外，现有的多端口校准(端口数n>2)，若电缆接头类型相同，则肯定存在电缆接头极性相同的情况，不可避免的要用到适配器。进而在算法中要用到非插入器件的校准方法，如未知直通校准，进一步增加了校准的复杂性。

发明内容

本发明提出一种多端口矢量网络分析仪简化直通连接的校准方法，通过简化校准中的直通连接次数，使连接次数降为n-1，有效解决多端口校准复杂性的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多端口矢量网络分析仪简化直通连接的校准方法，包括以下步骤：

步骤(一)，对全部端口，利用标准的开路、短路、负载校准件对矢量网络分析仪进行单端口校准，获取该端口的单端口误差系数，包括方向性误差系数、源匹配误差系数和反射跟踪误差系数；

步骤(二)，利用直通件或适配器连接需测量的两端口，进行直通测量，获取传输跟踪误差系数和负载匹配误差系数；

步骤(三)，利用步骤(一)中获得的单端口误差系数和步骤(二)中直通测量获取的传输跟踪误差系数和负载匹配误差系数，计算隐含直通的传输误差系数，具体为：

测得1、2、3端口的单端口误差系数，及1、2和1、3端口的传输跟踪误差系数和负载匹配误差系数，计算2、3端口的传输跟踪误差系数的过程包括以下步骤：

步骤(a)，进行8项误差模型的传输跟踪误差系数到12项误差模型的转换过程：