一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，首先对测得的待定标校准件的端口数据即反射系数进行预处理；然后，经过预处理的数据经由本发明设计的低通滤波器滤波，滤除其中的噪声；最后，将滤波处理后的定标数据进行还原处理。本发明基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，可以有效抑制定标数据中的噪声，从而提高基于数据模型校准件定标方法的定标精度，改善定标效果。
【专利说明】一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量【技术领域】，特别涉及一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声 的处理方法。
【背景技术】
[0002] 矢量网络分析仪校准，就是将导致系统误差的非理想因素进行数学抽象，建立描 述系统误差的数学模型，依据特定的校准方法，通过测量特性已知的校准件，确定出误差模 型中的参数。在此基础上，修正测量结果，消除或减少系统误差对测量结果的影响。开、短 路器是矢量网络分析仪最为常用的校准件。为保证校准精度，需要精确知道这些校准件的 特性。为此，需要对校准件进行精确定标。
[0003] 校准件定标方法可以分为两大类，一类为基于参数模型的定标方法，另一类为基 于数据模型的定标方法。前者定标过程中需要拟合处理，会引入拟合误差，特别是定标频带 比较宽时，拟合误差将严重影响定标精度。基于数据模型的定标方法是近两年新出现的一 种校准件定标技术，它的基本特点是直接以包含S参数、频率等参数的数据文件形式定义 校准件，无需数据拟合。因此，基于数据模型的定标技术避免了传统定标方法中的拟合误差 问题，这一特征使得该技术在校准件定标问题中具有显著的优势。
[0004] 然而，基于数据模型的定标方法也有不足，即易受一些噪声或干扰的影响。校准件 定标过程中，需要使用高精度的矢量网络分析仪测量出校准件的端口特性。虽然进行测量 之前，都先对这些高精度的矢量网络分析仪进行了仔细的校准，但矢量网络分析仪校准只 能消除系统测量误差，对于矢量网络分析仪的系统噪声、开关及连接器的重复性等这类具 有不可重复性的随机误差无能为力。因此，获得的描述校准件端口特性的测量数据中不可 避免地混有各种噪声和干扰，不妨把这些噪声和干扰统称为噪声。在基于参数模型的定标 方法中，数据拟合可以有效抑制这些噪声。然而，基于数据模型的定标方法中，由于没有数 据拟合处理，这些噪声将一直存在于校准件的定标数据之中，这些噪声的存在限制了基于 数据模型方法的定标精度。
[0005] 与传统的校准件定标方法比较，基于数据模型的定标方法无拟合误差问题，可以 有效提高定标精度。但基于数据模型的定标方法易受噪声的影响，得到的校准件定标数据 中混有噪声，定标精度受到限制。
[0006] 基于数据模型的校准件定标方法中，目前没有相应的噪声处理方法。
【发明内容】
[0007] 本发明提出一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，解决的技术 问题，就是基于数据模型的校准件定标数据中噪声和干扰的抑制与消除。
[0008] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0009] -种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，包括以下步骤：
[0010] 步骤（a)，利用矢量网络分析仪测得待定标的开路器或短路器的反射系数，将所述 反射系数的相位参考面由测量端口移至开路器的开路面或短路器的短路面处：
[0011]
【权利要求】
1. 一种基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在于，包括以下步 骤： 步骤（a)，利用矢量网络分析仪测得待定标的开路器或短路器的反射系数，将所述反射 系数的相位参考面由测量端口移至开路器的开路面或短路器的短路面处：
(1) 式中，L为开路器或短路器偏移传输线的长度，为偏移传输线的相位常数，为开 路器或短路器测量端口处的反射系数，Γ为相位参考面移至开路器的开路面或短路器的短 路面处的反射系数； 步骤（b)，由测得的不同频率点的反射系数得到反射系数的模值和相位两个实数离散 序列，将两个序列统一记为序列：·{χ(η)Ρ=1，其中，Μ为测量频点总数，η为第η个测量频点； 步骤（c)，设计低通滤波器分别对模值序列和相位序列滤波； 步骤（d)，经滤波处理后的模值序列和相位序列再利用（2)式变换回反射系数的复数 形式； 步骤（e)，经由下式处理：
(4) 将反射系数相位参考面由开路器的开路面或短路器的短路面还原到校准件的端口面 上。
2. 如权利要求1所述的基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在 于，在进行步骤（b)之前，将所述反射系数Γ表示为模值/相位形式： Γ = | Γ | eJ θ (2)。
3. 如权利要求1所述的基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在 于，在步骤（c)中，通过数据处理算法实现所述低通滤波器。
4. 如权利要求3所述的基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在 于，设计如下的数据处理算法，实现所述低通滤波器：
(3) 式中，x(n)为滤波器输入信号，y(n)为滤波器输出信号，m、Wi为可调参数。
5. 如权利要求4所述的基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在 于，Μ取2时，&取
6. 如权利要求4所述的基于数据模型的校准件定标数据中噪声的处理方法，其特征在 于，Μ取3时，&取
。
【文档编号】G01R35/00GK104090253SQ201410345169
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】邱兆杰, 姜万顺 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所