[发明专利]一种天馈线测试仪及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：

Γ_m＝S₂₁·Γ·S₁₂＝e^-2γl·Γ   (3)

式中，Γ_m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Γ_m1为：

Γ_m1＝e^-2γl   (4)

由Γ_m1可获得延伸器件的插入损耗Loss为：

Loss＝10log₁₀|Γ_m1|   (5)

利用公式(5)，对Γ_m1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Γ_m1幅值；

再接上真实的被测件，这样获得的测量值Γ_m2可由公式(8)式表达：

Γ_m2＝e^-2γl·Γ   (8)

将修正后的Γ_m1幅值带入(8)式中，得到被测件的真实值Γ。