复合探头校准方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本技术涉及探头校准技术领域，特别一种复合探头校准方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.随着科技水平的不断提高，集成电路正在朝着更加小型化、高频化和高密度化的方向发展，该技术在给人们的生活带来便利的同时，也解决了其电磁可靠性的问题。针对上述问题，相关标准中规定的近场扫描法是检测电磁可靠性的有效诊断方法。近场探头是近场扫描中重要的组成部分之一，复合探头是近场探头中十分具有优势的探头类型，但是其在应用过程中往往面临非对称性的问题，因此解决其非对称性问题，是保障获取更加精准的定位信息和更弱的电磁信息的前提。在相关技术中，只需要将校准件的一段与矢量网络分析仪连接，是通过调整复合探头的角度，得到两次不同角度对应的传递模型，利用两次传递模型计算得到校准因子，进而对复合探头进行校准，克服复合探头面临的非对称性问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能精准快速的复合探头校准方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
4.第一方面，本技术提供了一种复合探头校准方法。其中，复合探头在校准件的上方；复合探头包括第一接口和第二接口，校准件包括第三接口和第四接口，矢量网络分析仪有四个端口，第一接口与第一端口连接，第二接口与第二端口连接，第三接口与第三端口连接，第四接口与第四端口连接；复合探头的探测部、第一接口以及第一端口形成第一传输链路；复合探头的探测部、第二接口以及第二端口形成第二传输链路。方法包括：
5.将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出)，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
6.根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
7.将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
8.根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
9.根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
10.在其中一个实施例中，在对复合探头施加电磁近场之前，还包括：
11.向第三接口和第四接口发送预设信号，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
12.持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特征阻抗信号的突变点和第四接口的特征阻抗信号的突变点的时间间隔小于预设阈值，则确定复合探头的目标位置，该目标位置为校准件的正中心；
13.根据目标位置，对复合探头进行位置校准。
14.在其中一个实施例中，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点，包括：
15.向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口获取第三接口的第一特征阻抗；
16.安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；
17.将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。
18.在其中一个实施例中，第一特征参数包括第四接口的输入电平；相应地，根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵，包括：
19.计算第一总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一信号矩阵的第一信号元素，并将第一参数矩阵的第一参数元素设置为第一常数；
20.计算第二总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一参数矩阵的第二信号元素，并将第一参数矩阵的第二参数元素设置为第二常数。
21.在其中一个实施例中，根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，包括：
22.根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程；
23.根据第二信号矩阵和第二参数矩阵，构建校准矩阵的第二求解方程；
24.根据第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵。
25.在其中一个实施例中，根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程，包括：
[0026][0027]
其中，s
14
为第一信号矩阵的第一信号元素，s
24
为第一信号矩阵的第二信号元素，1为第一常数，-1/50为第二常数，kr为校准矩阵。
[0028]
第二方面，本技术还提供了一种复合探头校准装置。所述装置包括：
[0029]
第一获取模块，将矢量分析仪的第三端口输出电平为0dbm(矢量分析仪的其他端口无电平输出)，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0030]
第一确定模块，用于根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0031]
第二获取模块，将矢量分析仪的第四端口输出电平为0dbm(矢量分析仪的其他端口无电平输出)，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0032]
第二确定模块，用于根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0033]
计算校准模块：用于根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0034]
第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0035]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0036]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0037]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0038]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0039]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0040]
第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0041]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0042]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0043]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0044]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和
第二参数矩阵；
[0045]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0046]
第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0047]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0048]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0049]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0050]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0051]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0052]
上述复合探头校准方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。通过调整校准件接口的输入电平，构建校准矩阵的求解方程，从而解决非对称问题，且能够解决高频带的不对称问题，具有强的验证带宽。
附图说明
[0053]
图1为一个实施例中近场探头的结构框图；
[0054]
图2为一个实施例中复合探头校准方法的流程示意图；
[0055]
图3为另一个实施例中复合探头校准方法的流程示意图；
[0056]
图4为一个实施例中第三接口特征阻抗信号示意图；
[0057]
图5为一个实施例中第四接口特征阻抗信号示意图；
[0058]
图6为一个实施例中校准件接口特征阻抗突变点示意图；
[0059]
图7为又一个实施例中复合探头校准方法的流程示意图；
[0060]
图8为一个实施例中复合探头校准装置的结构框图；
[0061]
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0062]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0063]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。
[0064]
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。例如若使用到第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0065]
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
[0066]
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。
[0067]
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外的取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0068]
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、
整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0069]
随着科技水平的不断提高，集成电路正在朝着更加小型化、高频化和高密度化的方向发展，该技术在给人们的生活带来便利的同时，也解决了其电磁可靠性的问题。针对上述问题，相关标准中规定的近场扫描法是检测电磁可靠性十分有效的诊断方法。近场探头是近场扫描中重要的组成部分之一，复合探头是近场探头中十分具有优势的探头类型，但是其应用过程中往往面临非对称性的问题，因此解决其非对称性问题，是保障获取更加精准的定位信息和更弱的电磁信息的前提。在相关技术中，只需要将校准件的一段与矢量分析仪连接，是通过调整复合探头的角度，得到两次不同角度对应的传递模型，利用两次传递模型计算得到校准因子，进而对复合探头进行校准，克服复合探头面临的非对称性问题。
[0070]
本技术实施例提供一种复合探头校准方法，参见图1，其中，复合探头100在校准件200的上方，复合探头的探测部130可以在校准件的预设轨道上进行移动；复合探头包括第一接口110和第二接口120，校准件包括第三接口230和第四接口240，矢量网络分析仪有四个端口，第一接口110与第一端口310连接，第二接口120与第二端口320连接，第三接口230与第三端口330连接，第四接口240与第四端口340连接；复合探头的探测部130、第一接口110以及第一端口310形成第一传输链路；复合探头的探测部130、第二接口120以及第二端口320形成第二传输链路。探测部130可以有不同的探测结构环路，不同的探测部130可以使得近场探头测量电场和磁场，或者只测量磁场。
[0071]
需要说明的是，校准件的两个接口在不通电的情况下，均具有固定的阻抗50ω，因此，在假设校准件是绝对对称的情况下，在校准件的中心产生的电平和电流之间的关系可以用如下公式表示：
[0072][0073][0074]
其中，ud为校准件上的电平，id为校准件上的电流，v
s3
为校准件第三接口的输入电平，v
s4
为校准件第四接口的输入电平。在对集成电路的电磁可靠性分析中，根据探头的双端口校准理论可知：
[0075][0076]
进一步地，对上式进行变换，得到：
[0077]
[0078]
在一个实施例中，如图2所示，以该方法应用于服务器为例进行说明，包括以下步骤：
[0079]
步骤202，通过将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0080]
其中，近场存在于距电磁辐射源(例如发射天线)一个波长范围内的电磁场，一个声源(如扬声器)附近的声辐射场。在对复合探头100进行校准时，需要将复合探头100设置于一个已知近场中，近场可以是纯净电场环境，也可以是纯净磁场环境。本实施例中，近场可以是指是六分之一波长范围。第一特征参数可以是指施加的近场的电场特性和磁场特性，例如电场和磁场的强度、方向等特征信息。第一总输出信号和第二总输出信号分别是第一端口310和第二端口320的输入信号，输入信号可以是复合探头100受当前近场激发产生的射频信号。
[0081]
具体地，维持复合探头的探测部的位置不变，包括具体位置和角度，然后将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，然后获取复合探头在近场激发下产生的射频信号。可以理解的是，由于复合探头的探测部、复合探头的第一接口以及矢量网络分析仪的第一端口形成了第一传输链路，故以第一端口的输入信号代表复合探头在近场激发下产生的从第一接口输出的射频信号。
[0082]
步骤204，根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0083]
其中，第一信号矩阵和第一参数矩阵是根据s参数变换得到的，第一参数矩阵的每一元素均为常数，用于构成校准举证的求解方程。根据公式(1)可知，当第三接口的输入电平a3＝0时，第一特征参数可以提出系数a4，根据矩阵运算规则，可以将第一特征参数变换为每一元素均为常数的第一参数矩阵。此时将更容易计算校准矩阵。
[0084]
其中，s参数，也就是散射参数。是微波传输中的一个重要参数。s12为反向传输系数，也就是隔离。s21为正向传输系数，也就是增益。s11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，s22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。我们经常用到的单根传输线，或一个过孔，就可以等效成一个二端口网络，一端接输入信号，另一端接输出信号，如果以port1作为信号的输入端口，port2作为信号的输出端口，那么s11表示的就是回波损耗，即有多少能量被反射回原端(port1)，这个值越小越好，一般建议s11《0.1，即－20db；s21表示插入损耗，也就是有多少能量被传输到目的端(port2)了，这个值越大越好，理想值是1，即0db，s21越大传输的效率越高，一般建议s21》0.7，即－3db。
[0085]
步骤206，将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0086]
第二特征参数可以是指施加的近场的电场特性和磁场特性，例如电场和磁场的强度、方向等特征信息。参照步骤202，此时将第四接口的输入电平设定为0，第三接口的输入
电平为预设大小，然后获取矢量网络分析仪的第一端口的总输入信号和第二端口的总输入信号。需要说明的是，本步骤中在调整第三接口和第四接口的输入电平时，需要保证复合探头的物理位置保持不变，也即子步骤202中复合探头的位置是怎样的，步骤206中需保持一模一样，避免因复合探头的位置不对称引发的校准矩阵的求解误差。
[0087]
步骤208，根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0088]
其中，第三信号矩阵和第三参数矩阵是根据s参数变换得到的，第二参数矩阵的每一元素均为常数，用于构成校准举证的求解方程。根据公式(1)可知，当第三接口的输入电平a4＝0时，第一特征参数可以提出系数a3，根据矩阵运算规则，可以将第二特征参数变换为每一元素均为常数的第二参数矩阵。此时将更容易计算校准矩阵。
[0089]
步骤210，根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0090]
根据公式(1)可知校准矩阵是一个2*2的矩阵，具有4个元素，在对4个未知数进行求解时，需要用到4个方程，并且，在已知矩阵信号和参数矩阵的情况下，可以对校准矩阵进行求解。具体地，通过第一信号矩阵和第一参数矩阵可以确定一个方程，通过第二信号矩阵和第二参数矩阵可以确定另一个方程，联合求解两个方程，即可得到校准矩阵。
[0091]
另外，需要说明的是，在利用本实施例提供的方法对复合探头进行校准时，需要使用完全对称的校准件，例如校准件具有第三接口和第四接口、第三接口和第四接口的输入阻抗相等。
[0092]
上述实施例提供的方法中，将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。通过调整校准件接口的输入电平，构建校准矩阵的求解方程，从而解决非对称问题，且能够解决高频带的不对称问题，具有强的验证带宽。
[0093]
在其中一个实施例中，参见图3，在对复合探头施加电磁近场之前，还包括：
[0094]
步骤302，向第三接口和第四接口发送预设信号，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
[0095]
步骤304，持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特征阻抗信号的突变点和第四接口的特征阻抗信号的突变点的时间间隔小于预设阈值，则确定复合探头的目标位置，目标位置为校准件的正中心；
[0096]
步骤306，根据目标位置，对复合探头进行位置校准。
[0097]
在采用切换输入电平的方式求解校准矩阵时，需保证所有数据均是在复合探头处
于校准件的中心时获取的，也即复合探头在可观测频率范围内是绝对对称的。由于校准件自身具有特征阻抗，探头放置于被测件上方后会引起相应位置的特性阻抗变化，故可以通过矢量网络分析仪的时域tdr功能来保证复合探头在校准件中心的位置。
[0098]
其中，tdr(time domain reflectometry)，即时域反射技术，是时域探测技术的一种应用，时域反射仪是一种电子仪器，它使用时域反射计来表征和定位金属电缆(例如，双绞线或同轴电缆)中的故障。它还可用于定位连接器，印刷电路板或任何其他电气路径中的不连续性。信号在某一传输路径传输，当传输路径中发生阻抗变化时，一部分信号会被反射，另一部分信号会继续沿传输路径传输。tdr是通过测量反射波的电平幅度，从而计算出阻抗的变化；同时，只要测量出反射点到信号输出点的时间值，就可以计算出传输路径中阻抗变化点的位置在本实施例中，校准件上具有预设轨道，预设轨道是导电的，且具有一定的阻抗，复合探头在预设轨道上滑动时，会改变复合探头与校准件接口之间的阻抗大小，通过复合探头反射信号，进而影响校准件接口的输出信号。
[0099]
随着时间的变化，在复合探头进行移动的时候，校准件接口的输出信号(根据信号可以计算出校准件不同位置特征阻抗)会随时间发生改变，阻抗的变化即代表复合探头位置的变化，且这个改变是相对于预设轨道的整体对应的输出信号(也即复合探头与预设轨道不连通时，预设轨道整体的阻抗)的，参见图4，第一曲线(虚线曲线)表示复合探头与预设轨道不通电时的第三接口的特征阻抗信号，第二曲线(实线曲线)表示复合探头移动时第三接口的特征阻抗信号，很明显，第一曲线相对于第二曲线具有一个明显的突变点，此突变是由于复合探头的存在和移动引起的。同理，在图5中，第一曲线(虚线曲线)表示复合探头与预设轨道不通电时的第四接口的特征阻抗信号，第二曲线(实线曲线)表示复合探头移动时第四接口的特征阻抗信号。
[0100]
可以理解的是，根据第三接口和第四接口的机械位置可知，在第三接口和第四接口的突变点重合时，复合探头所在位置即为校准件的中心位置。上述实施例通过使用tdr功能，保证了复合探头的位置具有高度对称性，为校准矩阵的求解和复合探头的校准提供了强有力的基础。
[0101]
在其中一个实施例中，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点，包括：
[0102]
向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口获取第三接口的第一特征阻抗；
[0103]
安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；
[0104]
将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。
[0105]
其中，第一预设位置是指复合探头不接触预设轨道的位置，第二预设位置是指复合探头在预设轨道上移动的位置。根据图6可知，纵坐标是δtdr是指第一特征阻抗tdr10与第二特征阻抗tdr11的差值，将两者差值最小值对应的点作为第三接口的特征阻抗突变点，结合图4，在突变点第二特征阻抗tdr11相对于第一特征阻抗tdr10的变化最大，此时探头在校准件的正中心位置。
[0106]
上述实施例提供的方法中，向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口
获取第三接口的第一特征阻抗；安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。通过使用tdr功能，保证了复合探头的位置具有高度对称性，为校准矩阵的求解和复合探头的校准提供了强有力的基础。
[0107]
在其中一个实施例中，参见图7，第一特征参数包括第四接口的输入电平；相应地，根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵，包括：
[0108]
步骤702，计算第一总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一信号矩阵的第一信号元素，并将第一参数矩阵的第一参数元素设置为第一常数；
[0109]
步骤704，计算第二总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一参数矩阵的第二信号元素，并将第一参数矩阵的第二参数元素设置为第二常数。
[0110]
需要说明的是，在已知第四接口的输入电平值的情况下，可以从第一特征参数的矩阵中提出系数，得到简化后的参数矩阵，简化后续对校准矩阵的求解过程，提高方法效率，快速完成校准矩阵的计算和对复合探头的校准。
[0111]
在其中一个实施例中，根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，包括：
[0112]
根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程；
[0113]
根据第二信号矩阵和第二参数矩阵，构建校准矩阵的第二求解方程；
[0114]
根据第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵。
[0115]
在其中一个实施例中，根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程，包括：
[0116][0117]
其中，s
14
为第一信号矩阵的第一信号元素，s
24
为第一信号矩阵的第二信号元素，1为第一常数，-1/50为第二常数，kr为校准矩阵。
[0118]
在一个实施例中，校准矩阵可以用来表征复合探头100的第一传输链路和第二传输链路这两个信号传输通道的特性，因此需要建立参数因子与第一传输链路和第二传输链路信号传输通道之间的关系。
[0119]
当第三接口的输入电平为0时，得到第一总输出信号b1、第二总输出信号b2和第一特征参数，且具有以下关系式：
[0120][0121]
变换为s参数后，得到第一信号矩阵和第一参数矩阵，且形成第一求解方程：
[0122]
[0123]
当第四接口的输入电平为0时，得到第三总输出信号b3、第四总输出信号b4和第二特征参数，且具有以下关系式：
[0124][0125]
变换为s参数后，得到第二信号矩阵和第二参数矩阵，且形成第二求解方程：
[0126][0127]
通过联合求解第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵，再根据校准矩阵对复合探头进行校准。
[0128]
上述实施例提供的方法中，通过采用高对称结构的校准件和tdr功能，通过改变校准件两个接口的输入电平，确定校准矩阵的求解方程，得到校准矩阵，对复合探头进行校准，能够解决复合探头的非对称问题，保障获得更加精准的定位信息和更弱的电磁信号，且能够满足宽频带的校准，相比调整复合探头的角度，具有更强带宽。
[0129]
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0130]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的复合探头校准方法的复合探头校准装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个复合探头校准装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于复合探头校准方法的限定，在此不再赘述。
[0131]
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种复合探头校准装置，复合探头在校准件的上方；复合探头包括第一接口和第二接口，校准件包括第三接口和第四接口，矢量网络分析仪有四个端口，第一接口与第一端口连接，第二接口与第二端口连接，第三接口与第三端口连接，第四接口与第四端口连接；复合探头的探测部、第一接口以及第一端口形成第一传输链路；复合探头的探测部、第二接口以及第二端口形成第二传输链路；装置包括第一获取模块801、第一确定模块802、第二获取模块803、第二确定模块804以及计算校准模块805，其中：
[0132]
第一获取模块801，将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0133]
第一确定模块802，用于根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0134]
第二获取模块803，将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的
其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0135]
第二确定模块804，用于根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0136]
计算校准模块805：用于根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0137]
在其中一个实施例中，装置还包括位置校准模块，用于：
[0138]
特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
[0139]
持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特征阻抗信号的突变点和第四接口的特征阻抗信号的突变点的时间间隔小于预设阈值，则确定复合探头的目标位置，目标位置为校准件的正中心；
[0140]
根据目标位置，对复合探头进行位置校准。
[0141]
在其中一个实施例中，位置校准模块还用于：
[0142]
向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口获取第三接口的第一特征阻抗；
[0143]
安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；
[0144]
将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。
[0145]
在其中一个实施例中，第一确定模块802还用于：
[0146]
计算第一总输出信号与第四接口的输入电平之间比值，作为第一信号矩阵的第一信号元素，并将第一参数矩阵的第一参数元素设置为第一常数；
[0147]
计算第二总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一参数矩阵的第二信号元素，并将第一参数矩阵的第二参数元素设置为第二常数。
[0148]
在其中一个实施例中，计算校准模块805还用于：
[0149]
根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程；
[0150]
根据第二信号矩阵和第二参数矩阵，构建校准矩阵的第二求解方程；
[0151]
根据第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵。
[0152]
在其中一个实施例中，计算校准模块805还用于：
[0153][0154]
其中，s
14
为第一信号矩阵的第一信号元素，s
24
为第一信号矩阵的第二信号元素，1为第一常数，-1/50为第二常数，kr为校准矩阵。
[0155]
上述复合探头校准装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0156]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结
构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储接口输出信号数据和端口输入信号数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种复合探头校准方法。
[0157]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0158]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0159]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0160]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0161]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0162]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0163]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0164]
向第三接口和第四接口发送预设信号，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
[0165]
持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特征阻抗信号的突变点和第四接口的特征阻抗信号的突变点的时间间隔小于预设阈值，则确定复合探头的目标位置，该目标位置为校准件的正中心；
[0166]
根据目标位置，对复合探头进行位置校准。
[0167]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0168]
向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口获取第三接口的第一特征阻抗；
[0169]
安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；
[0170]
将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。
[0171]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0172]
计算第一总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一信号矩阵的第一信号元素，并将第一参数矩阵的第一参数元素设置为第一常数；
[0173]
计算第二总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一参数矩阵的第二信号元素，并将第一参数矩阵的第二参数元素设置为第二常数。
[0174]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0175]
根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程；
[0176]
根据第二信号矩阵和第二参数矩阵，构建校准矩阵的第二求解方程；
[0177]
根据第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵。
[0178]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
[0179][0180]
其中，s
14
为第一信号矩阵的第一信号元素，s
24
为第一信号矩阵的第二信号元素，1为第一常数，-1/50为第二常数，kr为校准矩阵。
[0181]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0182]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0183]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0184]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0185]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0186]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0187]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0188]
向第三接口和第四接口发送预设信号，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
[0189]
持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特征阻抗信号的突变点和第四接口的特征阻抗信号的突变点的时间间隔小于预设阈值，则确定复合探头的目标位置，目标位置为校准件的正中心；
[0190]
根据目标位置，对复合探头进行位置校准。
[0191]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0192]
向第三接口发送预设信号，拆下复合探头，从第三接口获取第三接口的第一特征阻抗；
[0193]
安装复合探头至校准件上方固定位置，控制复合探头移动至预设位置，从第三接口获取第三接口的第二特征阻抗；
[0194]
将第三接口的第一特征阻抗和第三接口的第二特征阻抗的差值作为第三接口特征阻抗值变化量，将第三接口特征阻抗变化量的最小值作为第三接口特征阻抗信号的突变点。
[0195]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0196]
计算第一总输出信号与第四接口的输入电平之间比值，作为第一信号矩阵的第一信号元素，并将第一参数矩阵的第一参数元素设置为第一常数；
[0197]
计算第二总输出信号与第四接口的输入电平之间的比值，作为第一参数矩阵的第二信号元素，并将第一参数矩阵的第二参数元素设置为第二常数。
[0198]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0199]
根据第一信号矩阵和第一参数矩阵，构建校准矩阵的第一求解方程；
[0200]
根据第二信号矩阵和第二参数矩阵，构建校准矩阵的第二求解方程；
[0201]
根据第一求解方程和第二求解方程，计算得到校准矩阵。
[0202]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0203][0204]
其中，s
14
为第一信号矩阵的第一信号元素，s
24
为第一信号矩阵的第二信号元素，1为第一常数，-1/50为第二常数，kr为校准矩阵。
[0205]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0206]
将矢量分析仪的第三端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第一总输出信号和第二总输出信号，并获取近场的第一特征参数，第一总输出信号为第一端口的输入信号，第二总输出信号为第二端口的输入信号；
[0207]
根据第一总输出信号、第二总输出信号以及第一特征参数，确定第一信号矩阵和第一参数矩阵；
[0208]
将矢量分析仪的第四端口输出电平设置为0dbm，矢量分析仪的其他端口无电平输出，用于对复合探头施加电磁近场，获取复合探头的第三总输出信号和第四总输出信号，并获取近场的第二特征参数，第三总输出信号为第一端口的输入信号，第四总输出信号为第二端口的输入信号；
[0209]
根据第三总输出信号、第四总输出信号以及第二特征参数，确定第二信号矩阵和第二参数矩阵；
[0210]
根据第一信号矩阵、第一参数矩阵、第二信号矩阵和第二参数矩阵计算得到校准矩阵，根据校准矩阵对近场探头进行参数校准。
[0211]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
[0212]
向第三接口和第四接口发送预设信号，从第三接口获取校准件的特征阻抗值的突变点和从第四接口获取校准件的特征阻抗值的突变点；
[0213]
持续控制复合探头在校准件正上方固定位置沿着校准件移动，直至第三接口的特
access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0231]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0232]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。