[實用新型]一種散射參數測試系統

有效

• 申請號: 201320614306.7
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN203519730U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 周建華;劉會來
• 申請（專利權）人: 上海霍萊沃電子系統技術有限公司
• 主分類號: G01R27/28
• 分類號: G01R27/28
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種射頻微波電路的散射參數測試系統。

背景技術

在射頻微波電路中，傳統的電壓、電流概念已不再適用，而必須采用電磁波的反射及傳輸模式來分析。散射參數（scattering?parameters，也稱S參數）是建立在入射波、反射波關系基礎上的參數，尤其適用于描述射頻微波電路的特性。反射系數（reflection?coefficient）、傳輸系數（transmission?coefficient）是散射參數中的兩種，前者用來表示電路的每一個對外端口的電磁波反射量與入射量的比值，后者用來表示電路的一個對外端口的電磁波出射量與另一個對外端口的電磁波入射量的比值。

通常采用矢量網絡分析儀（VNA，vector?network?analyzer）來測量電路的散射參數。矢量網絡分析儀是一種復雜的測試儀器，包括信號源、功率分配器、定向耦合器、駐波比橋、幅相接收機、檢測器、處理器、顯示器等多個模塊。使用時，可根據需要選擇其中的部分或全部模塊。

請參閱圖1，這是一種現有的反射系數測試系統，由一臺矢量網絡分析儀和一個待測件（DUT，device?under?test）所組成。其中用到了矢量網絡分析儀中的信號源、功率分配器、定向耦合器、幅相接收機等模塊。其中的定向耦合器如圖2所示，具有輸入端、輸出端、隔離端、耦合端總共四個端口。定向耦合器的輸出端連接待測件的待測端口。其測量原理為：功率分配器把信號源的輸出信號E₀分成兩路，功率分配器的分配系數分別為c₁和c₂。一路信號c₁E₀給幅相接收機作為參考信號R，另一路信號c₂E₀給定向耦合器的輸入端。定向耦合器的輸出端將輸入端的信號傳遞至待測件的待測端口作為入射波a₁。從該待測端口反射回來的信號b₁回到定向耦合器的輸出端，b₁＝S₁₁a₁，S₁₁為待測件的待測端口的反射系數。該反射波b₁又被定向耦合器的隔離端耦合感應到，再由耦合端給幅相接收機作為測試信號T，T＝c₃b₁，c₃是定向耦合器的耦合系數。由于而系數c₁、c₂、c₃均為常數，因而只要測出T/R的復數比值（這可由幅相接收機測量得到），即可得到待測件的待測端口的反射系數S₁₁。

請參閱圖3，這是一種現有的傳輸系數測試系統，由一臺矢量網絡分析儀和一個待測件所組成。其中用到了矢量網絡分析儀的兩個端口，矢量網絡分析儀的端口一連接待測件的端口一，待測件的端口二連接矢量網絡分析儀的端口二。其測量原理為：功率分配器把信號源的輸出信號E₀分成兩路，功率分配器的分配系數分別為c₁和c₂。一路信號c₁E₀給幅相接收機作為參考信號R，另一路信號c₂E₀給待測件的端口一作為入射波a₁。從待測件的端口二出射的信號b₂傳遞給幅相接收機作為測試信號T，T＝b₂＝S₂₁a₁，S₂₁為待測件的端口一到端口二的傳輸系數。由于而系數c₁、c₂均為常數，因而只要測出T/R的復數比值（這可由幅相接收機測量得到），即可得到待測件的端口一到端口二的傳輸系數S₂₁。

在使用矢量網絡分析儀測量電路的散射參數時，通常還需要排除各項系統誤差對測量結果的影響。因此其具體實現方法是：首先計算出各項系統誤差值，這被稱為系統校準（calibration）。然后根據矢量網絡分析儀的測量值，以誤差模型（error?model）和各項系統誤差值計算出實際值，這被稱為誤差修正（error?correction）。由于散射參數是復數，而且是頻率的函數，因此系統校準和誤差修正必須在每個頻率點上進行。以上內容在清華大學出版社2000年6月出版的《現代網絡頻譜測量技術》一書（呂洪國編著）的第1章中具有詳盡記載。