[发明专利]一种基于四端口矢量网络分析仪的多端口散射参数测试方法

权利要求书

1.一种基于四端口矢量网络分析仪的多端口散射参数测试方法，其特征在于，通过对多端口散射参数矩阵进行分块，使用四端口矢量网络分析仪多次测量不同端口的散射参数矩阵进行组合，并通过校准算法对组合后的矩阵进行精度提升，获得多端口散射参数。

2.如权利要求1所述的基于四端口矢量网络分析仪的多端口散射参数测试方法，其特征在于，包括：数据采集模块，用于从矢量网络分析仪的计算机内存中读取SNP格式的被测件S参数，并将其以S参数分块矩阵的形式进行存储；参数检查模块，用于判断数据获取模块得到的S参数矩阵是否满足无源性，如果S参数矩阵不满足无源性时，利用内差补偿算法对S参数矩阵进行特性修正；S参数归一化校准模块，利用S参数归一化校准算法，将所有测得S参数分块矩阵重新归一化，消除测量中非量测端口非理想匹配的影响；多端口组合控制模块，用于提示用户连接端口顺序和编号，并对矢量网络仪进行控制，得到需要的S参数分块矩阵，并将归一化后的S参数分块矩阵组合成完整的多端口S参数矩阵。

3.如权利要求2所述的基于四端口矢量网络分析仪的多端口散射参数测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤(1)：根据被测件的特点，首先利用矢量网络分析仪的传统校准方法将测量的参考断面校准到连接电缆的端口；然后根据多端口组合控制模块的指令，将测试电缆连接到被测件的指定端口处，利用矢量网络分析仪完成S参数的测试，并放入到数据存储模块中；在数据采集模块中，读取数据存储模块中的S参数，并将其转换成矩阵块的形式进行存储；

步骤(2)：对步骤(1)中获得的S参数矩阵进行无源性测试，看其是否满足无源性，不满足无源性时利用内差补偿算法对S参数矩阵进行特性修正；

S参数无源性的判断，通过如下公式得到

S^*(s)S(s)＜I (1)

其中，I代表维数匹配的单位矩阵，*代表求取矩阵的转置；如果检测后发现S参数矩阵不满足无源性，则进行内插补偿保证S参数的无源特性；

步骤(3)，当S参数经过特性的判断和内插补偿后，进入S参数归一化校准模块，利用S参数归一化校准算法，将所有测得S参数分块矩阵重新归一化，消除测量中非量测端口非理想匹配的影响；

多端口网络S参数的归一化变换的公式如下所示

S′(s)＝(I-S(s))^-1(S(s)-F)(I-S(s)Γ)^-1(I-S(s)) (2)

其中，S′(s)是归一化到阻抗为Z_i(i＝1，…n)时的S参数矩阵，S(s)式变换前端口阻抗为ξ_i(i＝1，…n)时的S参数矩阵；I代表维数匹配的单位矩阵，Γ式匹配终端组成的对角矩阵；

利用四端口矢量分析仪测量不同的四端口S参数组合，得到各个四端口网络的S参数，对于整个多端口被测件，该参数是多端口被测件基于特定阻抗下，散射矩阵特定位置的参数值，将这些四端口S参数矩阵块变换到基于相同的阻抗Z_i(i＝1，…n)下，通过将这些S参数放置到矩阵中的对应位置，得到基于阻抗Z_i(i＝1，…n)下的变换S参数矩阵，再利用式(2)可得多端口被测件的散射参数；

步骤4，首先，针对对角线进行四端口S参数的连接测试，然后针对行进行测试两端口或四端口S参数测试，将步骤3归一化后的S参数矩阵块按测试顺序填充到多端口S参数矩阵中，最终组成完整的多端口S参数矩阵的测试结果，并传给矢量网络分析仪的图像界面中进行参数显示。