[發明專利]一種波導傳輸相位標準器及設計方法

有效

• 申請號: 201811375098.3
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109298367B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉杰;程春悅;張娜;陳婷;徐寶利;楊初
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 馬驥;南霆

本申請公開了一種波導傳輸相位標準器設計方法，包含以下步驟，將標準波導寬邊和窄邊尺寸，確定為相位標準器寬邊和窄邊尺寸；計算真空波長；根據寬邊尺寸和真空波長，計算導內波長；根據導內波長，計算所述相位標準器在引入相移后的長度初值，所述引入相移大小為270°～300°任意整數；以寬邊尺寸、窄邊尺寸和所述長度初值為初始參數，按所述長度初值步進1％，計算所述相位標準器在工作頻段內相位分布；將相位變化覆蓋?180°～+180°對應的長度值，確定為相位標準器的長度。本申請還公開了一種波導傳輸相位標準器。在工作頻段內不會出現相位多周期，利于相位測量，波導片形式結構簡單、加工方便、成本低，不安裝法蘭，提高了加工精度和相位定標準確度。

技術領域

本申請涉及標準器領域，尤其涉及一種波導傳輸相位標準器及設計方法。

背景技術

矢量網絡分析儀是用于測量微波放大器、耦合器、功分器、隔離器等微波網絡的儀器，廣泛應用于微波器件研制、制造、校準等各個環節。由于矢量網絡分析儀存在系統誤差，在使用之前必須對其進行校準，校準后為了檢驗儀器的校準狀態，需要使用一系列具有定標值的檢驗件對矢量網絡分析儀進行檢驗。檢驗件主要包括反射幅度標準器、傳輸幅度標準器和傳輸相位標準器。其中相位標準器主要使用標準失配器實現，傳輸幅度標準器主要采用標準衰減器實現，傳輸相位標準器主要采用理性匹配傳輸線實現。在50GHz以上的毫米波頻段，微波傳輸線形式通常采用矩形波導傳輸線。

波導傳輸相位標準器通常采用波導寬、窄邊尺寸與該頻段標準波導寬窄邊尺寸相同的匹配波導段實現，長度通常為5cm。使用寬窄邊尺寸與該頻段標準波導尺寸相同的波導，主要目的是使其與該頻段波導系統阻抗匹配，近似理想匹配傳輸線。傳統傳輸相位標準器波導段的長度選擇沒有特別要求，通常選擇長度為5cm，對于較高的毫米波頻段如110GHz以上時，矢量網絡分析儀測量該波導段產生的相位將在-180°～+180°之間出現多周期，不利于各頻點相位理論值的計算，也容易使各關心的各整數頻點的相位值產生重復。同時，由于相位標準器引入相移的標準值是通過其物理長度計算得到的，傳統的波導段尺寸較長，且兩端需要要安裝法蘭，會降低長度測量的準確度，從而影響相位理論值定標的準確度。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種波導傳輸相位標準器及設計方法，解決現有相位標準器相位定標準確度不高和出現多周期的問題。

本申請實施例提供一種波導傳輸相位標準器設計方法，包含以下步驟：將工作頻段對應的標準波導寬邊和窄邊尺寸，確定為相位標準器寬邊和窄邊尺寸；根據所述標準波導對應頻段的起始頻率，計算真空波長；根據寬邊尺寸和真空波長，計算導內波長；根據導內波長，計算所述相位標準器在引入相移后的長度初值，所述引入相移大小為270°～300°任意整數；以寬邊尺寸、窄邊尺寸和所述長度初值為初始參數，按所述長度初值步進1％，計算所述相位標準器在工作頻段內相位分布；將相位變化覆蓋-180°～+180°對應的長度值，確定為相位標準器的長度。

本申請實施例還提供一種波導傳輸相位標準器，由上述設計方法設計，工作頻段為110GHz～170GHz，對應標準波導為WR-06，波導長度為3.822毫米，銷釘孔和螺釘孔位置與UG-387標準法蘭對應。

本申請實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到以下有益效果：通過準確設計相位標準器的長度，替代傳統的5cm波導段，使其引入的相移在設計頻率范圍內恰好覆蓋-180°～+180°，不會出現相位多周期的現象，利于矢量網絡分析儀的相位測量。波導片形式的傳輸相位標準器結構簡單、加工方便、成本低，不需要安裝法蘭，有效了提高長度溯源的準確度，提高加工精度和相位定標準確度，從而保證相位理論值計算結果的可靠性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為一種波導傳輸相位標準器設計方法流程示意圖；