[发明专利]一种单端口网络校准中的误差获取方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别是涉及一种单端口网络校准中的误差获取方法和装置。

背景技术

矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer,VNA)是一种精度很高的网络S参数测量和分析仪器。VNA内部包含大量的宽带微波器部件，受材料、工艺等限制，这些宽带器件在频率覆盖范围和性能指标上无法兼顾。因此，VNA的初始特性是有限的，具有较大的系统误差，难以进行高精度的测量。为了补偿系统误差，VNA利用内部嵌入式的计算机，通过矢量误差修正来弥补系统误差，以基于软件的数学运算来校正硬件的不足，从而实现高精度的S参数测量和分析。

常用的矢量误差修正方法包括单端口网络误差模型校准方法，其主要应用于单端口网络测量。在进行单端口测量时，VNA主要包含三个系统误差项，分别是方向性(D)、反射跟踪(R)以及源失配误差(S)，图1示出了现有技术中VNA的误差模型。

根据图1中的误差模型，如果被测件(Device Under Test，DUT)的真实反射系数为S₁₁，则该被测件的测量值Γ_m可由下式进行计算：

由于这三项误差(D、R、S)的存在，使得测量值Γ_m偏离了真实值S₁₁。为了能够确定DUT的真实参数S₁₁，VNA采用矢量误差修正技术来获取三个系统误差项，然后通过获得的系统误差项对测量值进行校准，以便获得真实值。

矢量误差修正技术通过测量三个已知特性的器件，即校准件来实现，其中，校准件包括：短路器、开路器和匹配负载器，进行的测量分别称为短路测量、开路测量和匹配负载测量。对测量结果通过式(1)建立起三个方程式，联合求解方程组后，即可得到三个系统误差项。在校准测量过程中，当使用短路器时，式(1)中的反射系数S₁₁＝-1，使用开路器时，反射系数S₁₁＝+1，使用50欧姆匹配负载器时，反射系数S₁₁＝0。将这三种情况下，反射系数S₁₁的值分别代入式(1)中，即可得到三次测量值，Γ_m1、Γ_m2、Γ_m3。

第一次测量(Γ_m1)为短路，S₁₁＝-1，式(1)变为：

第二次测量(Γ_m2)为开路，S₁₁＝1，

第三次测量(Γ_m3)为匹配负载，S₁₁＝0，

Γ_m3＝D (4)

联合上述三个方程式(2)、(3)、和(4)，即可求解出系统误差项D，R与S。

D＝Γ_m3(5)

R＝(Γ_m2-Γ_m3)*(1-S)(7)

在实际测量中，将系统误差项代入式(1)中进行误差的修正，可将带有误差的测量值Γ_m，修正成DUT的真实值S₁₁，从而实现精确的测量。

在实际应用中的一些场景中，由于测试条件和生产安全因素等限制，往往需要在VNA与DUT之间加入一段射频线缆与衰减器来进行测量。图2示出了一种使用VNA测量的场景的示意图，如图2所示，在测量平面2引入了射频线缆和衰减器，而在测量平面1，则直接通过VNA端口接入设备进行测量。在实际操作中，在测量平面2处连接好DUT之后，VNA会对测量平面2的系统误差进行测量，该系统误差不能反映测量平面1的误差，如果使用该系统误差对测量平面1的设备进行校准，将无法得到精确的测量结果。此时，如果要使用测量平面1来对被测件进行测量，则需要重新对测量平面1的系统误差进行测量。这不但降低了测试效率，而且对于某些应用场景，这样的测试方法也是行不通的，测量精度受到较大影响。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：当存在不同测量平面时，如何提高测试效率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种单端口网络校准中的误差获取方法，以便提高测试效率。

相应的，本发明实施例还提供了一种单端口网络校准中的误差获取装置，用以保证上述方法的实现及应用。