[发明专利]一种天馈线测试仪及延伸器件误差修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天馈线测试仪、以及在接入延伸器件时利用天馈线测试仪完成的延伸器件误差修正方法。

背景技术

天馈线测试仪，由于其硬件系统的不完善性，存在系统误差。目前，天馈线测试仪在测量之前必须先进行校准，以对系统误差进行修正。天馈线测试仪的系统误差可用一个具有三项误差系数的误差模型来表示，如图1所示：三个误差系数项分别为E_d(方向性)、E_s(源匹配)和E_r(反射跟踪)，a为入射波，b为反射波，Γ_m为测量反射系数，Γ为实际反射系数。

通过公式(9)可以得到误差系数项、反射系数测量值、反射系数实际值的关系，即：

Γ_m＝E_d-(E_dE_s-E_r)Γ+E_sΓ_mΓ    (9)

现有的校准与误差修正方法有两种：机械校准和电子校准。

机械校准过程为：依次连接开路器、短路器、负载到测试端口，获得由3个公式(9)方程式组成的方程组，进行方程组求解得到误差系数项。

电子校准过程为：连接电子校准件到测试端口，电子校准件内部通过电子开关形成各种电子标准，获得由公式(9)组成的方程组，进行方程组求解得到误差系数项。在后面的测试中使用误差系数项对测量值同样使用公式(9)进行误差修正得到正确的测量值。

但在很多的实际测量情形中，无法在被测件的测试端面进行校准，例如探针测量、或是使用了电缆等延伸线后导致测试端口与校准件不匹配等。这种情况下，目前仅在仪器的测试端口进行校准，把延伸器件和被测件当作一个整体进行测量，忽略了延伸器件造成的影响，由于被测件的测试端面和校准端面不一致，而存在较大的误差。另外，若延伸器件端面可以进行校准，天馈线测试仪可以在延伸器件端面重新校准，以提高测量精度，然而效率较低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种天馈线测试仪，在仪器完成校准后，再接延伸器件时，无需重新校准就可以修正因校准端面和测试端面不一致而造成的误差，利于提高测试精度和测试效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种天馈线测试仪，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对数字化中频处理器，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。

进一步，上述CPU控制器还连接有通信接口。

此外，本发明还提出了一种延伸器件误差修正方法，其采用如下技术方案：

一种延伸器件误差修正方法，采用上述天馈线测试仪，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：