[发明专利]一种天馈线测试仪及延伸器件误差修正方法有效

专利信息
申请号: 201410524341.9 申请日: 2014-10-08
公开(公告)号: CN104316785A 公开(公告)日: 2015-01-28
发明(设计)人: 郑恢康;孙林;祝林林 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第四十一研究所
主分类号: G01R31/00 分类号: G01R31/00;G01R35/00
代理公司: 济南舜源专利事务所有限公司 37205 代理人: 王连君
地址: 266555 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 馈线 测试仪 延伸 器件 误差 修正 方法
【权利要求书】:

1.一种天馈线测试仪,其特征在于,包括信号合成模块、功分器、定向耦合器、测试端口、幅相接收机模块、FPGA数字中频处理器和CPU控制器,其中:

信号合成模块,包括激励信号源和本振信号源;

幅相接收机模块,包括一个R通道和一个A通道,在R通道和A通道后方各设置一个A/D转换模块;

激励信号源,用于产生激励信号,并将产生的激励信号发送至功分器;

功分器,用于将所述激励信号功分为两路,一路作为参考信号送入R通道表征入射波,另一路经定向耦合器加到测试端口上作为被测件的激励信号;

定向耦合器,用于将从测试端口得到的被测件的反射波分离出来送入A通道;

本振信号源,用于产生与激励信号源同步的频差固定的本振信号,并将产生的本振信号分别送入R通道和A通道;

进入R通道和A通道的信号分别与本振信号进行基波混频,输出中频信号;

A/D转换模块,用于对所述中频信号进行放大滤波和数字化,转化为数字化中频信号;

FPGA数字化中频处理器,用于对所述数字化中频信号进行I/Q分解和滤波,提取被测网络的幅度信息和相位信息,并发送给CPU控制器;

CPU控制器,一方面用于控制信号合成模块产生射频信号,另一方面用于对被测网络的幅度信息和相位信息进行比值运算、误差修正,求出被测网络的反射参数。

2.根据权利要求1所述的一种天馈线测试仪,其特征在于,所述CPU控制器还连接有通信接口。

3.一种延伸器件误差修正方法,采用如权利要求1所述的天馈线测试仪,其特征在于,在接入延伸器件的测试中,

将延伸器件等效于一段有耗传输线,其长度为l,则散射参数矩阵S为:

[S]=12ZZ0cosh(γl)+(Z2+Z02)sinh(γl)(Z2-Z02)sinh(γl)2ZZ02ZZ0(Z2-Z02)sinh(γl)---(1)]]>

式中,Z、Z0分别表示传输线和仪器端口的阻抗,γ=α+jβ,α、β分别表示传输线的损耗和延时;

当Z=Z0时,该段传输线的散射参数矩阵简化为:

[S]=S11S12S21S22=0e-γle-γl0---(2)]]>

仪器本质是进行反射参数的测量,其测量值可由公式(3)式表达:

Γm=S21·Γ·S12=e-2γl·Γ   (3)

式中,Γm表示仪器测量值,Γ表示被测件的真实值,S21、S12表示延伸器件的正向和反向传输参数;

在进行端口延伸时,先使延伸器件末端悬空,测量空气开路,近似认为Γ=1;这样获得的测量值Γm1为:

Γm1=e-2γl   (4)

由Γm1可获得延伸器件的插入损耗Loss为:

Loss=10log10m1|   (5)

利用公式(5),对Γm1的幅值部份进行修正,修正过程如下:

①由公式(5)获得各频点的损耗值,计为Loss1

②采用最小二乘法对Loss1进行直线拟合,之后选择1/4和3/4扫宽处的两个频点,代入式(6)、(7)中,获得所有频点的损耗值,计为Loss2

Loss(f)=Loss1*(ffreq1)n---(6)]]>

n=log10|Loss1Loss2|log10freq1freq2---(7)]]>

③将Loss2重新代入公式(5)中,获得修正后Γm1幅值;

再接上真实的被测件,这样获得的测量值Γm2可由公式(8)式表达:

Γm2=e-2γl·Γ   (8)

将修正后的Γm1幅值带入(8)式中,得到被测件的真实值Γ。

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