[发明专利]高频衰减可调矩阵插入损耗的校准系统及方法

说明书

本发明公开了一种高频衰减可调矩阵插入损耗的校准系统及方法，包括：四端口矢量网络分析仪和衰减可调矩阵；四端口矢量网络分析仪包括依次设置的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；每个端口都配置有测量接收机输入输出信号，源输入输出信号和参考接收机输入输出信号组成的三组跳线。本发明有益效果：实现了多通道并行校准，在通道数量较多和衰减范围较大时，校准速度整体显著提高。利用4端口矢量网络分析仪的8通道接收机并行实现8个通道的快速校准的思路，较之采用传统的双端口矢量网络分析仪的方法，效率明显提高。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种高频衰减可调矩阵插入损耗的校准系统及方法。

背景技术

高频衰减可调矩阵主要包括功分，电调衰减，合路器等几个重要组成部分。对于多通道衰减可调矩阵来说，只有准确获取各个通道不同频率、不同配置电压下的衰减值，才能对衰减矩阵进行准确校准，从而实现其功能要求。以8x8衰减可调矩阵为例，其共有8个输入端口，8个输出端口，共64个通道，射频信号由输入端口输入，输出端口输出。衰减矩阵指标要求工作频率范围24GHz～30GHz，衰减范围0dB～60dB，衰减步进为0.5dB。衰减可调矩阵通道示意图如图1所示。

按照现有校准方式，采用双端口矢量网络分析仪对逐个通道进行校准。衰减可调矩阵中的电调衰减的核心部件为一模拟电压衰减器，其衰减值与电压值设置有关，电压值与衰减量在二维坐标中呈现一条单调曲线。选取曲线中线性度较好的一段，使其能够满足上下60dB范围的衰减。校准前，先将模拟电压衰减器设置一个初始电压值，通过不断的提高电压，来实现衰减量的60dB范围变化。

校准过程是先将矢量网络分析仪预热半小时并进行直通校准，然后将矢量网络分析仪的端口1接入衰减可调矩阵8路输入端口中的第一路输入端口，为防止校准过程中信号泄露，其它7路输入端口也连接匹配负载。同样，将矢量网络分析仪的端口2连接衰减可调矩阵8路输出端口中的第一路输出端口，其它7路输出端口也连接匹配负载。

在24GHz～30GHz频率范围内每隔100MHz选取一个频率点进行校准，共61个频率点。在0dB～60dB衰减范围内每0.5dB选取一个点，共121个衰减点。按照预先设计的电压步进对衰减可调矩阵进行设置，通过不断的增加电压，使其衰减值满足121个衰减点值，误差控制在±0.05dB，并同时记录下此频率点下的121衰减点所对应的电压值。同理，再校准下一个频率点，直至61个频率点全部校准完成。最终得到一个121x61的电压校准值表，完成1个通道的校准。以此类推，可对其它63个通道依次进行校准。

现有的方案存在的缺点为：

1)衰减矩阵通道数较多，采用双端口矢量网络分析仪逐个通道进行校准的方法，将会耗费大量时间。

2)衰减矩阵衰减量动态范围较大，在整个动态范围内，采用固定中频带宽会给校准过程带来一定局限。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种高频衰减可调矩阵插入损耗的校准系统及方法，不再采用传统的双端口矢量网络分析仪对通道逐个校准，而是提出了基于四端口矢量网络分析仪的8通道并行校准技术，同时根据衰减可调矩阵的衰减量动态配置矢量网络分析仪的中频带宽。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是公开一种四端口矢量网络分析仪，包括：依次设置的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；每个端口都配置有测量接收机输入输出信号，源输入输出信号和参考接收机输入输出信号组成的三组跳线。

进一步地，当三组跳线全部短接时，对于四端口中的任一端口，都能接收到该端口的参考接收机输入输出信号R和测量接收机输入输出信号A，通过计算A/R能够得到该端口的驻波。

进一步地，当上述端口的测量接收机输入输出信号和参考接收机输入输出信号两组跳线断开时，测量接收机输入信号接口和参考接收机输入信号接口能够分别测试一路相参信号。