[發明專利]一種基于四端口矢量網絡分析儀的多端口散射參數測試方法

在審

• 申請號: 201611035565.9
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106771649A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 袁國平;劉丹;莊志遠;楊明飛;于文科
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R27/28
• 分類號: G01R27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于四端口矢量網絡分析儀的多端口散射參數測試方法，其特征在于，通過對多端口散射參數矩陣進行分塊，使用四端口矢量網絡分析儀多次測量不同端口的散射參數矩陣進行組合，并通過校準算法對組合后的矩陣進行精度提升，獲得多端口散射參數。

2.如權利要求1所述的基于四端口矢量網絡分析儀的多端口散射參數測試方法，其特征在于，包括：數據采集模塊，用于從矢量網絡分析儀的計算機內存中讀取SNP格式的被測件S參數，并將其以S參數分塊矩陣的形式進行存儲；參數檢查模塊，用于判斷數據獲取模塊得到的S參數矩陣是否滿足無源性，如果S參數矩陣不滿足無源性時，利用內差補償算法對S參數矩陣進行特性修正；S參數歸一化校準模塊，利用S參數歸一化校準算法，將所有測得S參數分塊矩陣重新歸一化，消除測量中非量測端口非理想匹配的影響；多端口組合控制模塊，用于提示用戶連接端口順序和編號，并對矢量網絡儀進行控制，得到需要的S參數分塊矩陣，并將歸一化后的S參數分塊矩陣組合成完整的多端口S參數矩陣。

3.如權利要求2所述的基于四端口矢量網絡分析儀的多端口散射參數測試方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟(1)：根據被測件的特點，首先利用矢量網絡分析儀的傳統校準方法將測量的參考斷面校準到連接電纜的端口；然后根據多端口組合控制模塊的指令，將測試電纜連接到被測件的指定端口處，利用矢量網絡分析儀完成S參數的測試，并放入到數據存儲模塊中；在數據采集模塊中，讀取數據存儲模塊中的S參數，并將其轉換成矩陣塊的形式進行存儲；

步驟(2)：對步驟(1)中獲得的S參數矩陣進行無源性測試，看其是否滿足無源性，不滿足無源性時利用內差補償算法對S參數矩陣進行特性修正；

S參數無源性的判斷，通過如下公式得到

S^*(s)S(s)＜I (1)

其中，I代表維數匹配的單位矩陣，*代表求取矩陣的轉置；如果檢測后發現S參數矩陣不滿足無源性，則進行內插補償保證S參數的無源特性；

步驟(3)，當S參數經過特性的判斷和內插補償后，進入S參數歸一化校準模塊，利用S參數歸一化校準算法，將所有測得S參數分塊矩陣重新歸一化，消除測量中非量測端口非理想匹配的影響；

多端口網絡S參數的歸一化變換的公式如下所示

S′(s)＝(I-S(s))^-1(S(s)-F)(I-S(s)Γ)^-1(I-S(s)) (2)

其中，S′(s)是歸一化到阻抗為Z_i(i＝1，…n)時的S參數矩陣，S(s)式變換前端口阻抗為ξ_i(i＝1，…n)時的S參數矩陣；I代表維數匹配的單位矩陣，Γ式匹配終端組成的對角矩陣；

利用四端口矢量分析儀測量不同的四端口S參數組合，得到各個四端口網絡的S參數，對于整個多端口被測件，該參數是多端口被測件基于特定阻抗下，散射矩陣特定位置的參數值，將這些四端口S參數矩陣塊變換到基于相同的阻抗Z_i(i＝1，…n)下，通過將這些S參數放置到矩陣中的對應位置，得到基于阻抗Z_i(i＝1，…n)下的變換S參數矩陣，再利用式(2)可得多端口被測件的散射參數；

步驟4，首先，針對對角線進行四端口S參數的連接測試，然后針對行進行測試兩端口或四端口S參數測試，將步驟3歸一化后的S參數矩陣塊按測試順序填充到多端口S參數矩陣中，最終組成完整的多端口S參數矩陣的測試結果，并傳給矢量網絡分析儀的圖像界面中進行參數顯示。