[发明专利]利用频域中的校准的时域测量方法

摘要

本发明涉及一种用于通过使用时域测量装置(34)进行时域中的测量来确定电缆(10)中的HF信号在校准平面(14)上的电压u(t)及/或电流i(t)的方法。在第一测量步骤中，使用定向耦合器(18)，解耦出从信号输入(19)起朝向校准平面而经过该定向耦合器行进的第一HF信号的第一部分v₃(t)，并且解耦出从校准平面起朝向信号输入而经过定向耦合器行进的第二HF信号的第二部分v₄(t)，其中第一部分v₃(t)被馈送至时域测量装置的第一测量输入(36)并且在该第一测量输入(36)处测量该第一部分v₃(t)，第二部分v₄(t)被馈送至时域测量装置的第二测量输入(38)并且在该第二测量输入(38)处测量该第二部分v₄(t)。使用第一数学运算将信号部分v₃(t)、v₄(t)转换到频域，然后使用校准参数在校准平面上确定频域中的绝对波频率，最后使用第二数学运算将所确定的绝对波频率转换成时域中的HF信号在校准平面上的电压u(t)和/或电流i(t)。在在前的校准步骤中，借助于校准装置，根据频率f并且根据时域测量装置的测量输入至少之一处的反射因数来确定校准参数，并且在测量步骤中，使用校准参数(e_00,r(Γ₃,Γ₄),e_01,r(Γ₃,Γ₄),e_10,r(Γ₃,Γ₄),e_11,r(Γ₃,Γ₄))来确定校准平面上的绝对波频率，其中Γ₃、Γ₄是时域测量装置的输入的反射因数。

主权项

1.一种用于通过使用时域测量装置(34)进行时域中的测量来确定电缆上的RF信号在校准平面(14)中的电压u(t)和/或电流i(t)的方法，其中待测装置(16)能够以电气方式与所述校准平面(14)相连接，其中：在测量步骤中，使用定向耦合器(18)，解耦出从信号输入(19)起朝向所述校准平面(14)而经过所述定向耦合器(18)行进的第一RF信号的第一分量v3(t)(72)，并且解耦出从所述校准平面(14)起朝向所述信号输入(19)而经过所述定向耦合器(18)行进的第二RF信号的第二分量v4(t)(74)，其中所述第一分量v3(t)(72)被馈送至所述时域测量装置(34)的第一测量输入并且在所述第一测量输入处测量所述第一分量v3(t)(72)，所述第二分量v4(t)(74)被馈送至所述时域测量装置(34)的第二测量输入并且在所述第二测量输入处测量所述第二分量v4(t)(74)，其中，通过第一数学运算将信号分量v3(t)(72)、v4(t)(74)变换到频域作为波量V3(f)和V4(f)，然后使用校准参数(e00，r，e01，r，e10，r，e11，r)来根据所述波量V3(f)和V4(f)在所述校准平面(14)中确定频域中的绝对波量a2和b2，最后通过第二数学运算将所确定的绝对波量a2和b2转换成时域内的RF信号在所述校准平面(14)中的电压u(t)和/或电流i(t)，其中所述校准参数使所述波量V3(f)和V4(f)以数学方式与所述校准平面中的所述绝对波量a2和b2相关联，其特征在于，所述时域测量装置(34)的所述第一测量输入(36)具有反射系数Γ3≠0、以及/或者所述时域测量装置(34)的所述第二测量输入(38)具有反射系数Γ4≠0，在在前的校准步骤中，借助于校准装置(26)，与频率f有关地、并且与所述时域测量装置(34)的测量输入(36，38)至少之一处的具有已知的反射系数ΓDUT的校准标准有关地确定所述校准参数(e00，r，e01，r，e10，r，e11，r)，并且在所述测量步骤中，使用所述校准参数(e00，r e01，r，e10，r，e11，r)来根据所述波量V3(f)和V4(f)确定所述绝对波量a2和b2，在所述校准步骤中，所述定向耦合器(18)的所述信号输入(19)与所述校准装置(26)的第一测量端口S1(28)相连接，所述定向耦合器(18)的第一测量输出(20)与所述校准装置(26)的第二测量端口S3(30)相连接，并且所述定向耦合器(18)的第二测量输出(22)与所述校准装置(26)的第三测量端口S4(32)相连接，其中具有已知的反射系数的一个或多个测量标准连接至所述定向耦合器(18)的与所述校准平面(14，S2)相连接的信号输出，如下所述，所述校准参数(e00，r，e01，r，e10，r，e11，r)使在所述第二测量端口S3处进入的波量b3和在所述第三测量端口S4处进入的波量b4与在所述校准平面(14，S2)处进入的波量a2和在所述校准平面(14，S2)处离开的波量b2相关联：借助于所述校准装置(26)来确定具有端口S1、S2、S3、S4的四端口的散射矩阵S的散射参数Sxy，其中，x＝1～4，y＝1～4，根据所述散射参数Sxy来确定与所述时域测量装置的反射系数Γ3、Γ4有关的所述校准参数(e00，r、e01，r、e10，r、e11，r)，如下所述，根据所述散射参数来确定所述校准参数：通过在所述校准装置(26)的测量端口S1、S3、S4(28，30，32)处测量值b1/a1、b3/a3、b4/a4、b3/a1或b1/a3、b4/a1或b1/a4、b4/a3或b3/a4来确定所述散射参数Sxy，其中，在各情况下，作为所述校准平面S2中的待测装置，连接有具有已知的反射系数ΓM、ΓO、ΓS的测量标准匹配(M)、开路(O)、短路(S)，其中a1、a3、a4是在各个测量端口S1、S3、S4处进入的波量，并且b1、b3、b4是在各个测量端口S1、S3、S4处离开的波量，通过以下等式来确定所述散射参数Sxy：S11＝i00S21＝i10S12＝i01S22＝i11其中，ΓDUT是测量期间所使用的校准标准的已知的反射系数，是在测量端口S1、S3、S4处能够测量的b_x/a_y，以及其中，Γ_O、Γ_S、Γ_M是校准标准开路(O)、短路(S)和匹配(M)的已知的反射系数，并且是在连接有校准标准K的测量端口处能够测量的b_x/a_y。