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TRL校准方法的实现与应用.pdf

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2014 年 / 第11期 物联网技术全面感知Comprehensive Perception270 引 言任 何 测 试 结 果 都 带 有 测 量 的 不 确 定 度[1], 它 是 描 述 测 量值 与 实 际 值 之 间 的 预 期 统 计 偏 差 。 测 量 不 确 定 度 主 要 由 两 类 误差 引 起 , 一 类 是 由 随 机 误 差 引 起 , 这 类 误 差 可 以 进 行 统 计 描 述 ,但 不 能 进 行 系 统 的 修 正 。 另 一 类 由 系 统 测 量 误 差 引 起 , 这 类误 差 是 可 再 生 的 , 并 且 可 以 利 用 多 种 计 算 方 法 进 行 系统 修 正 ,但 是 由 于 测 量 结 果 中 叠 加 有 随 机波 动 , 不 可 能 对 其 完 全 修 正 。矢 量 网 络 分 析 仪 ( VNA) 具 有 强 大 的 测 量 功 能 , 但 是 矢 量 网络 分 析 仪 的 硬 件 不 可 能 是 理 想 的 , 不 可 能 给 出 理 想 的 测 量 结果 , 所 以 , 在 使 用 矢 量 网 络 分 析 仪 之 前 , 要 通 过 校 准 的 方 法 ,进 行 误 差 的 修 正 , 弥 补 硬 件 的 不 完 美 , 提 高 矢 量 网 络 分 析 仪的 测 量 精 度 。 实 验 室 购 买 的 矢 量 网 络 分 析 仪 是 罗 德 斯 瓦 茨ZVB4, 配 套 的 校 准 标 准 是 TOSM( Thru-Open-Short-Match) ,采 用 的 是 同 轴 接 口 , 能 够 满 足 大 部 分 的 测 量 , 但 针 对 一 些 平 面电 路 , 就 需 要 根 据 其 特 定 的 夹 具 , 设 计 出 特 定 的 校 准 件 来 去除 夹 具 , 电 缆 等 除 待 测 器 件 外 的 因 素 的 影 响 , 校 准 系 统 的 误 差 。1 矢 量 网 络 分 析 仪 的 系 统 误 差 和 校 准技 术1.1 矢 量 网 络 分 析 仪 的 系 统 误 差矢 量 网 络 分 析 仪 的 系 统误 差[2]主 要 有 : 由 定 向 耦 合 器 有限 方 向 性 造 成 的 方 向 性 误 差 ; 由 阻 抗 匹 配 不 理 想 造 成 的 源 失配 误 差 和 负 载 失 配 误 差 ; 与 频 率 相 关 的 传 输 , 反 射 测 量 频 率响 应 误 差 ; 测 试 通 道 中 信 号 泄 漏 造 成 的 隔 离 误 差 。矢 量 网 络 分 析 仪 的 系 统 误 差 模 型 如 图 1 所 示 。1.2 矢 量 网 络 分 析 仪 的 校 准 方 法 与 技 术针 对 矢 量 网 络 分 析 仪 的 系 统 误 差 , 常 用 的 校 准 方 法 主 要有 : OSLT, LRM, TRL, TSM, TOM, TSD, LAR[3, 4]。 上述 校 准 方 法 各 有 特 色 , 有 兴 趣 的 读 者 可 以 参 考 列 举 的 参 考 文献 。 校 准 方 法 的 选 择 主 要 考 虑 矢 量 网 络 分 析 仪 的 内 部 结 构 ,测 试 端 口 的 类 型 , 校 准 的 精 确 度 , 以 及 实 现 的 难 易 程 度 , 实验 室 的 矢 量 网 络 分 析 仪 是 四 接 收 机 矢 量 网 络 分 析 仪 , 针 对 后续 要 进 行 平 面 电 路 的 校 准 , 考 虑 到 校 准 精 度 , 校 准 件 的 实 现难 易 , 选 择 TRL 作 为 校 准 的方 法 。Ï6 ˜ò63FJFƒ5PEÃ#{GÿNÁ)· ýÄB W Ê A6V 8 ˜é AWB'#{BFJFƒ$#{BFJFƒ%1  1 Û#{55 $ÀaG}B V COE­aG}B O'87$Àý4#{GÿNÁ)· ýÄB ULÄ/ëB图 1 矢 量 网 络 分 析 仪 系 统 误 差 模 型校 准 技术 主 要 有 3 个 重 要 组 成 部 分 : 误 差 模 型 , 校 准 过 程 ,误 差 修 正 。 具 体 实 现 过 程 如 下 : 利 用 误 差 模 型将 系 统 误 差 以信 号流 图 的 形 式 直 观 地 表 示 出 来 ; 通 过 测 量 校 准 件 计 算 各 系统 误 差 的 参 数 ; 利 用 计 算 出 的 系 统 误 差 参 数 , 修 正 系 统 误 差的 影 响 。2 TRL 算 法 实 现 和 TRL 校 准 的 实 验 结 果 分 析2.1 TRL 算 法 实 现矢 量 网 络
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