一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法与流程

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法。

背景技术：

如图1所示，矢量网络分析仪(简称网络仪)进行s参数测试，其内部包含射频信号源(rfsource1和rfsource2)、参考接收机(a1、a2)、测量接收机(b1、b2)、参考通道耦合器(refchannelcouplers)、测试通道耦合器(testchannelcouplers)等部分。在进行接收机信号测量时，需要对功率和接收机进行校准。

对矢量网络分析仪进行接收机校准时，通常是先将功率计连接到仪器端口(port1、port2)上，对网络仪的信号源功率进行标定，然后使用标定的信号源对接收机进行二次标定。

现有方案如下：

首先，利用功率计把网络仪的信号源功率进行线性修正，修正模型如图2所示；

然后将修正后的信号源端口信号直接引入测量接收机端口，通常是端口连接短路器或是电缆；

再然后，对测量接收机进行线性修正，如图3所示。

现有方案把矢量网络分析仪的信号源和接收机均看做是线性的，忽略了测量接收机端的匹配，造成了校准误差。首先，源和功率探头之间或源和接收机之间的任何失配都会产生误差；其次，如果在连接源和接收机时使用了适配器(短路器/电缆)，它的损耗和失配都会直接成为接收机校准误差的一部分。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的不足，本发明提出了一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法，包括以下步骤：

第一步：复位矢量网络分析仪；

第二步：进行双端口校准，得到10项误差系数，包括方向性误差、源匹配误差、反射跟踪误差、传输跟踪误差、负载匹配误差；

第三步：端口i、j分别接入功率计；

第四步：记录端口i、j对应的参考接收机和功率计度数；

第五步：计算源功率误差系数；

第六步：连接被测件，并得到被测件的s参数；

第七步：修正接收机的测量值：

首先，修正端口i、j参考接收机的测量值；

然后，修正端口i到i、j到j的测量接收机的测量值；

再然后，修正端口i到j、j到i的测量接收机的测量值。

第八步：完成修正。

可选地，所述第二步中，需要先分解出参考接收机误差和正向功率传递误差，并将10项误差系数引入，误差关系如下：

其中，edp为分解后端口i的方向性误差；erp为分解后端口i的反射跟踪误差；etp为分解后端口j测量接收机的误差；ed为端口i的方向性误差；er为端口i的反射跟踪误差；es为端口i的源匹配误差；el为端口i到j的负载匹配误差；et为端口i到j的传输跟踪误差；epr为端口i源功率测试集到参考接收机的误差；eps为端口i源功率测试集到被测件输入端的误差；

同理可得端口j的上述误差关系。

可选地，所述第五步源功率误差系数获取过程，当接入功率计时：

其中，ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；epr为端口i源功率测试集到参考接收机的误差；eps为端口i源功率测试集到被测件输入端的误差；aim为端口i的参考接收机接收信号；pmeas为功率计的测量值；

端口j的功率误差系数获取过程与上述端口i的功率误差系数获取过程相同。

可选地，所述第七步中接收机修正过程，首先，进行端口i参考接收机的修正：

其中，aia_cor为端口i参考接收机的修正结果；aim为端口i的参考接收机测量值；ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；es为端口i的源匹配误差；sii为连接端口i的被测件反射系数的修正值；

端口j的参考接收机的修正过程与上述端口i的参考接收机的修正过程相同。

可选地，所述第七步中接收机修正过程，然后，进行端口i到i测量接收机的修正：

其中，bia_cor为端口i测量接收机的修正结果；aia_cor为端口i参考接收机的修正结果；aim为端口i的参考接收机测量值；ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；es为端口i的源匹配误差；sii为连接端口i的被测件反射系数的修正值；

端口j到j测量接收机的修正过程与上述端口i到i测量接收机的修正过程相同。

可选地，所述第七步中接收机修正过程，再然后，进行端口i到j测量接收机的修正：

其中，bja_cor为端口j测量接收机的修正结果；bjm为端口j的测量接收机测量值；etp为分解后端口j测量接收机的误差；el为端口i到j的负载匹配误差；sjj为连接端口j的被测件反射系数的修正值；

端口j到i测量接收机的修正过程与上述端口i到j测量接收机的修正过程相同。

本发明的有益效果是：

(1)消除了源和接收机之间失配产生的误差；

(2)消除了连接源和接收机的适配器(短路器/电缆)造成的误差；

(3)提高了校准的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为双端口网络分析仪原理框图；

图2为现有的功率修正信号流图；

图3为现有的接收机修正信号流图；

图4为本发明一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法的流程图；

图5为本发明的接收机功率测量信号流图；

图6为本发明的源功率误差系数获取信号流图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明旨在矢量网络分析仪进行接收机校准时，不再把源功率和接收机补偿看做线性的，而是考虑仪器内部和被测件的匹配问题，将信号源和接收机链路模型进行细化，加入网络仪的10项误差模型，在接收机校准时，把被测件的匹配考虑进去，提高了校准的精度。

如图4所示，本发明的一种引入匹配修正的网络仪接收机校准方法，包括以下步骤：

第一步：复位矢量网络分析仪；

第二步：进行双端口校准，得到10项误差系数(方向性误差、源匹配误差、反射跟踪误差、传输跟踪误差、负载匹配误差)；

第三步：端口i、j分别接入功率计(端口i、j为网络仪中任意需要校准的两个端口)；

第四步：记录端口i、j对应的参考接收机和功率计度数；

第五步：计算源功率误差系数；

第六步：连接被测件，并得到被测件的s参数；

第七步：修正接收机的测量值：

首先，修正端口i、j参考接收机的测量值；

然后，修正端口i到i、j到j的测量接收机的测量值；

再然后，修正端口i到j、j到i的测量接收机的测量值。

第八步：完成修正。

至此，完成了引入匹配修正的矢量网络分析仪接收机校准。

上述第二步中，需要先将网络仪的误差模型流程图进行细化，分解出参考接收机误差和正向功率传递误差，并将10项误差模型引入，完善后的接收机功率测量信号流图如图5所示。

因为是引入10项误差的信号流图(图5)，所以误差关系如下：

其中，edp为分解后端口i的方向性误差；erp为分解后端口i的反射跟踪误差；etp为分解后端口j测量接收机的误差；ed为端口i的方向性误差；er为端口i的反射跟踪误差；es为端口i的源匹配误差；el为端口i到j的负载匹配误差；et为端口i到j的传输跟踪误差；epr为端口i源功率测试集到参考接收机的误差；eps为端口i源功率测试集到被测件输入端的误差。

同理，可得端口j的上述误差关系。

图6所示为源功率误差系数获取信号流图，上述第五步源功率误差系数获取过程，当接入功率计时：

其中，ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；epr为端口i源功率测试集到参考接收机的误差；eps为端口i源功率测试集到被测件输入端的误差；aim为端口i的参考接收机接收信号；pmeas为功率计的测量值。

端口j的功率误差系数获取过程与上述端口i的功率误差系数获取过程相同，同理可得。

上述第七步中接收机修正过程，具体如下：

首先，进行端口i参考接收机的修正：

其中，aia_cor为端口i参考接收机的修正结果；aim为端口i的参考接收机测量值；ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；es为端口i的源匹配误差；sii为连接端口i的被测件反射系数的修正值。

端口j的参考接收机的修正过程与上述端口i的参考接收机的修正过程相同，同理可得。

然后，进行端口i到i测量接收机的修正：

其中，bia_cor为端口i测量接收机的修正结果；aia_cor为端口i参考接收机的修正结果；aim为端口i的参考接收机测量值；ep为端口i参考接收机到被测件输入端的误差；es为端口i的源匹配误差；sii为连接端口i的被测件反射系数的修正值。

端口j到j测量接收机的修正过程与上述端口i到i测量接收机的修正过程相同，同理可得。

再然后，进行端口i到j测量接收机的修正：

其中，bja_cor为端口j测量接收机的修正结果；bjm为端口j的测量接收机测量值；etp为分解后端口j测量接收机的误差；el为端口i到j的负载匹配误差；sjj为连接端口j的被测件反射系数的修正值。

端口j到i测量接收机的修正过程与上述端口i到j测量接收机的修正过程相同，同理可得。

本发明的校准方法引入10项误差模型，进行修正时将接收机被测件匹配误差考虑进去，将功率误差分为参考接收机部分和正向传输部分，在功率校准时，同时利用功率计和参考接收机的度数进行计算，对接收机的参数修正分为端口i的参考接收机修正、端口i的测量接收机修正和端口i到j的测量接收机修正，消除了源和接收机之间失配产生的误差，消除了连接源和接收机的适配器(短路器/电缆)造成的误差，提高了校准的精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。