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(cè)量領(lǐng)域中十分重要的一種高精度、智能化測(cè)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(cè)等領(lǐng)域。然而，硬件功能上的非理想性、測(cè)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(huì)影響矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)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(cè)試精度，但是會(huì)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(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)也是提高測(cè)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(guò)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(cè)試儀器固有的非理想性和非一致性誤差來(lái)提高測(cè)試精度，還可以減少校準(zhǔn)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)件的使用個(gè)數(shù)，簡(jiǎn)化誤差修正算法以提高矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試速度。
　　本文的主要研究?jī)?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(cè)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(guò)程中的測(cè)量結(jié)果，推導(dǎo)了一種簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)誤差的前提下，發(fā)現(xiàn)采用8項(xiàng)誤差模型對(duì)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(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)

4、分析儀正向和反向測(cè)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(kāi)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(kāi)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(cè)件散射參數(shù)真值的矩陣解析表達(dá)式?；趶V義信號(hào)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(cè)件散射參數(shù)真值和測(cè)量值之間的關(guān)系，推導(dǎo)的待測(cè)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(guò)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(cè)件實(shí)際