向量網(wǎng)絡(luò)功率計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利申請(qǐng)主張以下專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和利益:2013年5月6日申請(qǐng)的名為“Vector Network Power Meter (向量網(wǎng)絡(luò)功率計(jì))”的美國(guó)專利申請(qǐng)61/820，085，及2013年7月20日申請(qǐng)的名為“Frequency Convers1n Architecture (頻率轉(zhuǎn)換架構(gòu))”的美國(guó)專利申請(qǐng)61/856，659，此類專利申請(qǐng)以引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及電子測(cè)試儀器配置，且具體而言，涉及作為新類別電子測(cè)試儀器的向量網(wǎng)絡(luò)功率計(jì)(VNPM)，其組合功率計(jì)的功能與向量網(wǎng)絡(luò)分析器(VNA)的功能，并且對(duì)射頻(RF)測(cè)試應(yīng)用特別有用。本發(fā)明進(jìn)一步涉及頻率轉(zhuǎn)換架構(gòu)，且具體而言，涉及針對(duì)寬帶率范圍信號(hào)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)提供的頻率轉(zhuǎn)換架構(gòu)。
[0003]功率計(jì)運(yùn)作為信號(hào)接收器，并且用附接至受測(cè)裝置(DUT)的一個(gè)或多個(gè)輸出端口的功率計(jì)儀器來(lái)執(zhí)行功率電平測(cè)量。常規(guī)功率計(jì)由于DUT與功率計(jì)間的連接處的不匹配或信號(hào)反射而引入測(cè)量不準(zhǔn)確度。此外，常規(guī)功率計(jì)作用為測(cè)量信號(hào)的端點(diǎn)或負(fù)載，因而不允許同時(shí)或并行測(cè)量DUT輸出信號(hào)。
[0004]VNA運(yùn)作為信號(hào)源及信號(hào)接收器以執(zhí)行傳輸或反射的量值及相位測(cè)量，亦稱為散射參數(shù)(S參數(shù))。目前用附接至DUT的一個(gè)或多個(gè)輸入或輸出端口的VNA儀器來(lái)執(zhí)行S參數(shù)的測(cè)量?，F(xiàn)有VNA在VNA經(jīng)校準(zhǔn)并且在用外部纜線連接至DUT的受控測(cè)試設(shè)置中計(jì)算S參數(shù)。外部纜線的效應(yīng)必須以分開(kāi)步驟來(lái)校準(zhǔn)消除。漂移現(xiàn)象諸如纜線電長(zhǎng)度的溫度相關(guān)變化會(huì)影響VNA測(cè)量準(zhǔn)確度。此外，VNA在不允許對(duì)DUT信號(hào)進(jìn)行其他同時(shí)測(cè)量的受控測(cè)試設(shè)置中執(zhí)行S參數(shù)測(cè)量。
[0005]另外，在微波信號(hào)處理中使用相關(guān)器網(wǎng)絡(luò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的相對(duì)振幅、相對(duì)相位或復(fù)合比。具體而言，六端口或η端口反射計(jì)會(huì)并入此類相關(guān)器作為其信號(hào)處理的部分。常見(jiàn)相關(guān)器網(wǎng)絡(luò)實(shí)施利用調(diào)諧微波組件(諸如正交耦合器)以基本微波測(cè)量頻率執(zhí)行必要信號(hào)處理。這些調(diào)諧微波組件的頻率范圍固有地受限，并且其大小與待處理微波信號(hào)的波長(zhǎng)成比例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明，提供用于實(shí)施向量網(wǎng)絡(luò)功率計(jì)(VNPM)作為新類別電子測(cè)試儀器的系統(tǒng)和方法，其使用基于反射計(jì)的新穎拓?fù)湟越M合功率計(jì)的功能與向量網(wǎng)絡(luò)分析器(VNA)的功能。該VNPM通過(guò)免除互連纜線校準(zhǔn)而克服兩種現(xiàn)有類別測(cè)試儀器的應(yīng)用限制，其包括并行且同時(shí)測(cè)量能力、電路內(nèi)操作及經(jīng)改良準(zhǔn)確度與重現(xiàn)性。還提供用于反射計(jì)的相關(guān)器的替代實(shí)施方案，其減小相關(guān)器的大小和復(fù)雜度，同時(shí)擴(kuò)展其頻率范圍而無(wú)限制。
[0007]根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種射頻(RF)向量信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)包括:
[0008]反射計(jì)電路，其具有多個(gè)信號(hào)端口，該多個(gè)信號(hào)端口用于接收源信號(hào)、用于傳遞與該源信號(hào)相關(guān)的入射信號(hào)至負(fù)載以及用于自該負(fù)載接收反射信號(hào)，并且用于提供與該入射信號(hào)、該反射信號(hào)及該入射信號(hào)與該反射信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)組合相關(guān)的多個(gè)測(cè)量信號(hào)；以及
[0009]轉(zhuǎn)換電路，其耦接至該反射計(jì)電路，并且通過(guò)提供多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)來(lái)對(duì)該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的至少一部分作出響應(yīng)，該多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)指示該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的相應(yīng)量值。
[0010]根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的另一實(shí)施例，一種用于執(zhí)行射頻(RF)向量信號(hào)測(cè)量的方法包括:
[0011]經(jīng)由反射計(jì)電路的多個(gè)信號(hào)端口中的一者接收源信號(hào)；
[0012]經(jīng)由該反射計(jì)電路的該多個(gè)信號(hào)端口中的另一者提供與該源信號(hào)相關(guān)的入射信號(hào)至負(fù)載；
[0013]經(jīng)由該多個(gè)信號(hào)端口中的該另一者自該負(fù)載接收反射信號(hào)；
[0014]經(jīng)由該反射計(jì)電路的該多個(gè)信號(hào)端口中的再另外者提供與該入射信號(hào)、該反射信號(hào)及該入射信號(hào)與該反射信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)組合相關(guān)的多個(gè)測(cè)量信號(hào)；以及
[0015]將該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的至少一部分轉(zhuǎn)換成多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)，該多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)指示該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的相應(yīng)量值。
[0016]根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的另一實(shí)施例，一種射頻(RF)向量信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)包括:
[0017]反射計(jì)裝置，其用于接收源信號(hào)、提供與該源信號(hào)相關(guān)的入射信號(hào)至負(fù)載、自該負(fù)載接收反射信號(hào)，并且提供與該入射信號(hào)、該反射信號(hào)及該入射信號(hào)與該反射信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)組合相關(guān)的多個(gè)測(cè)量信號(hào)；以及
[0018]轉(zhuǎn)換裝置，其用于通過(guò)提供多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)來(lái)對(duì)該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的至少一部分作出響應(yīng)，該多個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)指示該多個(gè)測(cè)量信號(hào)的相應(yīng)量值。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的VNPM的拓?fù)洹?br>[0020]圖2描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的VNPM的實(shí)施。
[0021]圖3描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的用作功率計(jì)的VNPM。
[0022]圖4描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的用作多端口VNA的VNPM0
[0023]圖5描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的電路內(nèi)用作功率計(jì)與VNA組合的VNPM。
[0024]圖6描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的使用實(shí)數(shù)值IF信號(hào)的七端口反射計(jì)系統(tǒng)的概要圖。
[0025]圖7描繪根據(jù)目前受權(quán)利要求保護(hù)的發(fā)明的示例性實(shí)施例的使用復(fù)數(shù)值IF信號(hào)的七端口反射計(jì)系統(tǒng)的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下列是本發(fā)明的示例性實(shí)施例在參照附圖下的詳細(xì)說(shuō)明。這些說(shuō)明意為說(shuō)明性的而非限制本發(fā)明的范圍。此類實(shí)施例是以足夠細(xì)節(jié)被說(shuō)明使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員得以實(shí)施本發(fā)明，但應(yīng)理解，可在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以某些改變來(lái)實(shí)施其他實(shí)施例。
[0027]在本公開(kāi)各處，如無(wú)相反于本文的明確指示，可理解所描述的相應(yīng)電路組件在數(shù)目上可為單數(shù)的或復(fù)數(shù)的。例如，“電路”和“電路系統(tǒng)”一詞可包括單個(gè)組件或多個(gè)組件，其可為有源的和/或無(wú)源的，且連接的或耦接在一起(例如，如同一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片)來(lái)提供描述的功能。另外，“信號(hào)”可指一個(gè)或多個(gè)電流、一個(gè)或多個(gè)電壓或數(shù)據(jù)信號(hào)。在說(shuō)明書(shū)附圖之中，類似的或相關(guān)的組件會(huì)有類似的或相關(guān)的字母、數(shù)字或文數(shù)字標(biāo)志符。此夕卜，雖然已經(jīng)討論在使用離散電子電路系統(tǒng)(優(yōu)選地以一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片的形式)的情況下實(shí)施本發(fā)明，惟取決于欲處理的信號(hào)頻率或數(shù)據(jù)率，可另外地使用一個(gè)或多個(gè)經(jīng)適當(dāng)編程的處理器實(shí)施此類電路系統(tǒng)的任一部分的功能。此外，于圖形圖解各種實(shí)施例的功能區(qū)塊圖的情況，該功能區(qū)塊不必然地標(biāo)示硬件電路系統(tǒng)之間的區(qū)塊。
[0028]參見(jiàn)圖1，根據(jù)示例性實(shí)施例，其中一個(gè)VNPM