[发明专利]多线TRL校准方法及终端设备

权利要求书

1.一种多线TRL校准方法，其特征在于，包括：

对TRL校准过程中的误差进行分析，建立用于求解传播常数和校准常数的误差分析模型；

利用多根、冗余的传输线作为标准覆盖每一个频点，根据有效相移规则选取公共传输线，并将公共传输线与其它每个传输线组成线对，每组线对之间形成独立测量，并根据所述误差分析模型得到多组传播常数和校准常数的观测值；

通过预处理方法对传输线的测量结果进行处理，并根据处理结果更新公共传输线；

其中，所述通过预处理方法对传输线的测量结果进行处理，并根据处理结果更新公共传输线包括：对每个频点，测量任一条传输线的S参数，若测量得到的S参数大于1，则重新确定公共传输线，直至在该频点下测量得到的任一条传输线的S参数小于等于1；若测量得到的S参数小于等于1，则对下一频点进行上述过程。

2.如权利要求1所述的多线TRL校准方法，其特征在于，所述对TRL校准过程中的误差进行分析，建立用于求解传播常数和校准常数的误差分析模型的过程为：

矢网测量的第i个校准件的级联传输矩阵Mⁱ为

其中，Tⁱ为校准件i的实际传输矩阵，X、Y为待求的误差网络传输矩阵，即校准常数；表示将信号传输方向与Y的信号传输方向反向；

在理想情况下，第i条传输线的传输矩阵Tⁱ为

式中，γ是传播常数，l_i为第i个传输线的长度；

考虑到探针与校准件接触重复性等随机误差，对Tⁱ修正为：

其中，δ¹ⁱ为端口1不理想引起的随机误差，δ²ⁱ为端口2不理想引起的随机误差，且δ¹ⁱ，δ²ⁱ中的元素值远小于1；

给定任意两个传输线的测量结果，根据公式(1)可得：

M^ijX＝XT^ij(4)

其中，

M^ij≡M^j(Mⁱ)^-1(5)

T^ij≡T^j(Tⁱ)^-1(6)

若随机误差δ¹ⁱ、δ²ⁱ不存在，则T^ij简化为L^ij：

由于随机误差的存在，T^ij不再是对角矩阵，M^ij的特征值和特征向量也无法直接求解传播常数和校准常数，假定V^ij,Λ^ij分别为T^ij的特征向量和特征值，则

T^ijV^ij＝V^ijΛ^ij(8)

M^ijU^ij＝U^ijΛ^ij(9)

其中，U^ij为M^ij的特征向量，

U^ij＝XV^ij(10)

由公式(9)可知，M^ij和T^ij具有相同的特征值，并且它们特征向量关系如公式(10)；

T^ij与L^ij的一阶线性误差方程为：

T^ij≈L^ij+ε^ij(11)

根据公式(4)，理想T^ij的对角元素是M^ij，T^ij的特征值，M^ij特征值为：

理想T^ij的特征值和分别为：

假定对应则

其中，δ＝0表示δ¹ⁱ＝δ²ⁱ＝δ^1j＝δ^2j＝0；经计算得出：

由公式(17)可得

对直接分配和交叉分配的情况下，求取传播常数所有可能的值，分别利用这些值与预估的传播常数γ_est的相对误差之和作为最终判据，取较小者为最终的分配方案；

分配完成后，定义λ^ij为

结合公式(13)～(16)可得到：

其中，λ^ij为M^ij特征值；

分析随机误差对传输线传播常数γ的影响，定量给出观测值与待估量传播常数γ和随机误差的关系，并求解测量误差Δγ^ij的协方差矩阵为：

其中，i，m，n分别表示校准件的序号；

对于校准常数X，假定T^ij的特征向量为M^ij的特征向量为经过进一步理论推导可得：

其中，

接着求解出Δα^ij和Δβ^ij的协方差为：

在求取B₁和C₁/A₁时，根据M^ij求出四组特征向量，再与估算的B₁和C₁/A₁进行计算，求取差值最小的解为最优解；在得到校准常数X中B₁和C₁/A₁的基础上，根据测量校准件中的一对短路器求解比例系数R₁和A₁的量值；

对于校准常数Y，求解过程与校准常数X一致。