[发明专利]一种非接触式负载阻抗测试系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种非接触式负载阻抗测试系统及其工作方法，属于测试设备技术领域。包括测试电路板、矢量网络分析仪、校准组件和电场探针；测试电路板上设有第一端口和第二端口，矢量网络分析仪通过射频电缆分别与第一端口和电场探针连接；第二端口能够与校准组件或待测试元件连接；使用时，通过对若干不同阻抗特性的校准组件进行测试，建立测试系统的集总参数等效电路模型，反解得到待测试元件的阻抗。该发明的系统结构简单、设计合理，能够排除外部因素的影响，精确测量待测元件的阻抗特性。

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，具体涉及一种非接触式负载阻抗测试系统及其工作方法。

背景技术

在微波电路中，阻抗匹配是保证系统正常，高效运行的主要因素之一。在工程实践时，通常认为传输线与负载阻抗相差不超过10％即为匹配良好。失配会带来很多的问题，例如信号反射，信号辐射，严重时信号甚至无法传播。

对于微波电路，需要测试的是待测元件在某一频率下的阻抗。现有的技术方案采用的是将阻抗分析仪的探头直接连接到待测元件或者通过转接板进行测量。但是，随着待测元件体积不断减小，探头很有可能无法直接与待测元件连接；即使可以连接也会由于接触不良等原因引起较大的误差。当采用转接板测试时，转接板会成为测试对象的一部分，起到阻抗变换的作用，这时候得到的测试结果不再是负载阻抗而是从测试探头向负载看去的端口阻抗，引起测试误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式负载阻抗测试系统及其工作方法，能够排除外部干扰，精确测量待测元件的阻抗特性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种非接触式负载阻抗测试系统，包括测试电路板、矢量网络分析仪、校准组件和电场探针；测试电路板上设有第一端口和第二端口，矢量网络分析仪通过射频电缆分别与第一端口和电场探针连接；第二端口能够与校准组件或待测试元件连接；

使用时，通过对若干不同阻抗特性的校准组件进行测试，建立测试系统的集总参数等效电路模型，反解得到待测试元件的阻抗。

优选地，测试电路板为高频PCB板材制成的微带线，每条线的特征阻抗均为50欧姆。

进一步优选地，测试电路板的长度大于最低测试频率对应波长的1/4。

优选地，校准组件包括短路件、开路件和若干负载件，校准组件的特征阻抗不会随频率的变化而改变。

优选地，电场探针包括同轴线，同轴线的一端连接有射频接头，另一端内芯裸露；射频接头通过射频电缆与矢量网络分析仪连接；同轴线的特征阻抗为50欧姆。

进一步优选地，电场探针的输入反射系数小于-5dB。

本发明公开的上述非接触式负载阻抗测试系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：将电场探针置于测试电路板的正上方，且与测试电路板的平面垂直；

步骤2：分别将若干不同阻抗特性的校准组件与第二端口连接，测得每个校准组件对应的散射参数；

步骤3：通过步骤2得到的若干组散射参数，建立测试系统的集总参数等效电路模型；

步骤4：将待测试元件与第二端口连接，测得待测试元件对应的散射参数，将待测试元件对应的散射参数带入步骤3建立的测试系统的集总参数等效电路，反解得到待测试元件的阻抗。

优选地，测试环境为微波暗室。

优选地，步骤1中，电场探针与测试电路板平面的距离大于1mm，小于4mm。

优选地，步骤3中，通过软件拟合或解析计算建立测试系统的集总参数等效电路模型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：