微帶線饋電天線的測量夾具開發(fā)及校準.pdf

1、微波與天線測量是電磁場與微波技術(shù)的重要組成部分,是解決微波和天線問題的重要途徑,特別是某些理論上難以進行定量分析的課題,更依賴于實驗數(shù)據(jù)和曲線進行分析和研究。隨著微波技術(shù)與半導(dǎo)體器件及集成電路技術(shù)結(jié)合越來越密切,產(chǎn)生了很多微帶接口形式的新型微帶微波器件和微帶饋電的天線的。微帶饋電天線,因饋電與貼片共面、制作簡便,是微帶天線和微帶天線陣最主要的饋電方式。但與測量儀器,如普遍應(yīng)用的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀標配同軸線不相匹配,需要自行研發(fā)測試央具解決這

2、些待測件的精確測量問題。為此目的的微帶到同軸之間直接過渡結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)同軸內(nèi)導(dǎo)體在微帶導(dǎo)帶內(nèi)的延伸長度減小結(jié)構(gòu)不同引起的不連續(xù)性和色散,需反復(fù)繁雜的機械加工,不易保證精度。論文在對測試夾具中電磁波的傳播模式和場分布分析的基礎(chǔ)上,利用接地共面波導(dǎo)能有效抑制奇模傳輸,傳輸準TEM波,色散較小的結(jié)構(gòu)特點,作為微帶和同軸的過渡,在更大程度上降低了轉(zhuǎn)換引起的不連續(xù)性和插入損耗。仿真結(jié)果表明,微帶-共面波導(dǎo)-同軸線結(jié)構(gòu)的夾具在0～20GHz頻段內(nèi)S

3、11、S22均在-10dB以下,具有較好的傳輸特性,隔離度S12在0～24GHz頻段內(nèi)均在-20dB以下,駐波比在1～12GHz頻段內(nèi)也保持在2以下,可作為1GHz～12GHz頻段內(nèi)所有微帶饋電器件的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試央具。進一步地,對于微波測量中儀器與夾具精度校準問題,是任一測量必須做的。為檢驗微帶-共面波導(dǎo)-同軸測試央具的準確程度,制作了一個2.45GHz的典型矩形微帶天線作為樣本件,對包括測試夾具在內(nèi)的整個測試系統(tǒng)進行了單端口校

4、準和雙端口校準。其中單端口校準對方向性、源匹配和反射跟蹤進行修正。校準結(jié)果顯示矩形微帶天線校準后的S11參數(shù)值,跟天線真實值很接近,比校準前的測試結(jié)果要精確很多,表明單端口校準在很大程度上提高了天線測試的精確度。雙端口校準是利用兩個相同的夾具建立對稱網(wǎng)絡(luò),計算分析網(wǎng)絡(luò)參數(shù),得到待測器件散射參量。雙端口校準又分為SOLT和TRL兩種,根據(jù)不同的校準方案建立不同的網(wǎng)絡(luò)誤差模型,確定誤差方程,解析并得到DUT的真實S參數(shù)。微帶校準件也是保證校