矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是現(xiàn)代微波測量領(lǐng)域中十分重要的一種高精度、智能化測試儀器，已廣泛應(yīng)用于航空航天、衛(wèi)星通信和雷達(dá)監(jiān)測等領(lǐng)域。然而，硬件功能上的非理想性、測試環(huán)境的多變性和操作人員進(jìn)行器件連接的不可重復(fù)性都會影響矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量精度。改善矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部組成模塊的性能和采用更高精度的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件可以提高儀器的測試精度，但是會增加儀器設(shè)計(jì)的技術(shù)難度和儀器的硬件成本，而采用更加完善的校準(zhǔn)技術(shù)對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)也是提高測試精度的有效途徑。本文主要研

2、究矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)及誤差修正技術(shù)，通過改進(jìn)和研究新的校準(zhǔn)及誤差修正技術(shù)，更好地消除測試儀器固有的非理想性和非一致性誤差來提高測試精度，還可以減少校準(zhǔn)過程中標(biāo)準(zhǔn)件的使用個(gè)數(shù)，簡化誤差修正算法以提高矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試速度。
　　本文的主要研究內(nèi)容和成果可歸納如下：
　　1.深入了解雙端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀基本硬件結(jié)構(gòu)、測量原理和系統(tǒng)誤差模型，研究了基于12項(xiàng)誤差模型的三通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀SOLT校準(zhǔn)具體實(shí)施方案和基于8項(xiàng)誤差模

3、型的四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的TRL校準(zhǔn)具體實(shí)施方案。并基于不考慮串話誤差的10項(xiàng)誤差模型，利用傳輸矩陣和SOLT校準(zhǔn)過程中的測量結(jié)果，推導(dǎo)了一種簡化的誤差修正公式，該方法不僅可以應(yīng)用于自校準(zhǔn)算法還可以應(yīng)用于多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù)。
　　2.提出了一種基于8項(xiàng)誤差模型的三通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)方案。在消除串話誤差和開關(guān)誤差的前提下，發(fā)現(xiàn)采用8項(xiàng)誤差模型對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)的精度不能達(dá)到12項(xiàng)誤差模型的校準(zhǔn)精度，針對矢量網(wǎng)絡(luò)

4、分析儀正向和反向測量誤差模型中參考平面的不一致，引入平面補(bǔ)償誤差改進(jìn)了8項(xiàng)誤差模型，并推導(dǎo)了相應(yīng)的誤差修正公式。
　　3.研究了4n項(xiàng)誤差模型在n端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)技術(shù)中的應(yīng)用。消除開關(guān)誤差和串話誤差，基于4n項(xiàng)誤差模型推導(dǎo)了誤差修正公式。引入開關(guān)補(bǔ)償誤差改進(jìn)4n項(xiàng)誤差模型，并推導(dǎo)了矩陣形式的誤差修正公式，繼承了4n項(xiàng)誤差模型應(yīng)用于多端口校準(zhǔn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
　　4.提出了基于3n2項(xiàng)系統(tǒng)誤差的廣義雙端口誤差模型，并推導(dǎo)了待

5、測件散射參數(shù)真值的矩陣解析表達(dá)式?；趶V義信號流圖和廣義雙端口的概念研究了 n+1通道n端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)技術(shù)，結(jié)合雙端口12項(xiàng)誤差模型，利用6個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)方程完整地描述了待測件散射參數(shù)真值和測量值之間的關(guān)系，推導(dǎo)的待測件散射參數(shù)矩陣解析表達(dá)式中各誤差項(xiàng)矩陣可以通過GSOLT校準(zhǔn)確定。
　　5.提出了一種基于傳輸矩陣和GSOLT校準(zhǔn)流程的誤差修正新方法?；贕SLOT校準(zhǔn)和不考慮串話誤差的2n2+n項(xiàng)誤差模型，推導(dǎo)了待測件實(shí)際