[发明专利]一种电感耦合式电缆散射参数测量方法

说明书

本发明公开了一种电感耦合式电缆散射参数测量方法，包括，对探头进行测量，获取第一散射参数矩阵，探头采用电感式探头，包括注入探头及接收探头；将第一散射参数矩阵变换为第一链参数矩阵；矢量网络分析仪通过探头对待测电缆进行非接触电感式耦合测量，得到第二散射参数矩阵；基于第二散射参数矩阵，得到第二链参数矩阵；根据第一链参数矩阵及第二链参数矩阵进行矩阵运算，得到第三链参数矩阵；对第三链参数矩阵进行变换，得到电缆散射参数矩阵。通过上述技术方案，对于不同种类的电缆无需进行阻抗匹配变换，可以极大降低电缆散射参数测量的操作难度与成本，同时提升分析设备的安全性。

技术领域

本发明涉及电缆参数测量技术领域，特别涉及一种电感耦合式电缆散射参数测量方法。

背景技术

电缆的散射参数可以较为全面的反映电缆内部的信号传输特征，因此常被用于进行电缆健康状态监测和分析，因此对于散射参数的准确测量就显得尤为重要。传统的电缆散射参数测量方式是将待测电缆与矢量网络分析仪通过特制转接头直接连接进行，特征阻抗与矢量网络分析仪不同的电缆需要进行复杂的阻抗匹配变换，这加大了测量的复杂度与成本。另一方面，传统的测量方式，待测电缆与矢量网络分析仪存在直接的物理连接，为了避免对测试仪器造成预期之外的危害，因此在测试时需要将待测电缆从工作系统中切断，这无疑将进一步增加测量的复杂度与成本。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的电缆散射参数测量方法需要对测试电缆进行阻抗匹配变换、测试仪器与待测电缆之间存在物理连接可能会危害测试设备的问题，本发明提供种电感耦合式电缆散射参数测量方法，采用非接触式的电缆散射参数测量方法，使用电感式电流探头作为传感器，通过电感耦合的方式实现电缆散射参数的测量，且测量效果与传统测量方法等效，可用于电缆健康状态监测。

为了实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种电感耦合式电缆散射参数测量方法，包括：

对探头进行测量，获取第一散射参数矩阵，探头采用电感式电流探头，包括注入探头及接收探头；

将第一散射参数矩阵变换为第一链参数矩阵；

矢量网络分析仪通过探头对待测电缆进行非接触电感式耦合测量，得到第二散射参数矩阵；基于第二散射参数矩阵，得到第二链参数矩阵；

根据第一链参数矩阵及第二链参数矩阵进行矩阵运算，得到第三链参数矩阵；

对第三链参数矩阵进行变换，得到电缆散射参数矩阵。

可选的，通过夹具对探头进行测量，其中夹具包括用于两个固定探头的夹板、其中一夹板上设置有接线端口，另一夹板上设置有短接端口，短接端口通过短路负载进行短路。

可选的，对注入探头进行测量时，矢量网络分析仪的第二端口与夹具的接线端口连接，第一端口与探头的接口连接；对接收探头进行测量时，矢量网络分析仪的第二端口与探头的接口连接，第一端口与夹具的接线端口连接；通过矢量分析仪对采集的探头数据进行分析，生成第一散射参数矩阵，第一散射参数矩阵包括表征注入探头传输特性的散射矩阵及表征接收探头传输特性的散射矩阵。

可选的，对第一散射参数矩阵进行变换的过程为：

其中，A和D为无量纲参数，B为量纲为阻抗的参数，C为量纲为导纳的参数，在两端口网络中，S11为端口1到端口1的散射特性，S12为，端口2到端口1的散射特性，S21为，端口1到端口2的散射特性，S12为端口2到端口2的散射特性，Z₀为矢量网络分析仪的端口特征阻抗。

可选的，所述矢量分析仪的第一端口与注入探头连接，第二端口与接收探头连接；其中所述待测电缆的信号线通过注入探头与接收探头的中孔之间，待测电缆的地线置于孔外，且接收探头设置于靠近待测电缆末端一侧，注入探头与接收探头之间大于等于预设距离；