一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法。在無源互調(diào)測試系統(tǒng)中，使用磁性材料墊片作為校準(zhǔn)件進(jìn)行測量，用兩路相干信號源通過注入端口輸入到磁性材料墊片中產(chǎn)生無源互調(diào)信號，通過測試電路或測試儀器測量注入端口獲得一系列合成源互調(diào)信號的幅度和相位；使用獲得帶有校準(zhǔn)件的相位信息對待測器件的相位信息進(jìn)行校準(zhǔn)，測量出待測器件基于掃頻間隔相對于注入端口的相位信息。本發(fā)明方法可準(zhǔn)確測量出待測器件基于掃頻間隔相對于注入端口的相位信息，以便應(yīng)用于無源互調(diào)性質(zhì)，無源互調(diào)定位等方面的研究。
【專利說明】
-種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及了一種校準(zhǔn)方法，尤其是設(shè)及了一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著大功率，寬頻帶無線通訊的不斷發(fā)展，無源互調(diào)已經(jīng)成為了一個(gè)迫切 需要研究和解決的問題。在傳統(tǒng)中的無源互調(diào)測量中，只注重于無源互調(diào)幅度的測量，而不 關(guān)注無源互調(diào)的相位信息，但是無源互調(diào)的相位信息對無源互調(diào)的研究，比如無源互調(diào)性 質(zhì)，無源互調(diào)定位等方面都非常的重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提出了一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng) 相位的方法。
[0004] 通過使用校準(zhǔn)件的相位信息對待測器件進(jìn)行校準(zhǔn)，可W準(zhǔn)確測量出待測器件基于 掃頻間隔相對于注入端口的相位信息。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括W下步驟：
[0006] 1)在無源互調(diào)測試系統(tǒng)中，使用磁性材料墊片作為校準(zhǔn)件進(jìn)行測量，用兩路相干 信號源通過注入端口輸入到磁性材料墊片中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)無源互調(diào)信號，無源互調(diào)信號 在注入端口疊加形成一個(gè)合成無源互調(diào)信號，掃描其中一路相干信號，通過測試電路或測 試儀器測量獲得磁性材料墊片的一系列合成源互調(diào)信號的幅度和相位；
[0007] 2)取走磁性材料墊片，將待測器件接入無源互調(diào)測試系統(tǒng)中，用兩路相干信號源 通過注入端口輸入到待測器件中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)無源互調(diào)信號，無源互調(diào)信號在注入端口 疊加形成一個(gè)合成無源互調(diào)信號，掃描其中一路相干信號，通過測試電路或測試儀器測量 獲得待測器件的一系列合成源互調(diào)信號的幅度和相位；
[000引3)使用步驟1)獲得帶有校準(zhǔn)件的相位信息對待測器件的相位信息進(jìn)行校準(zhǔn)，測量 出待測器件基于掃頻間隔相對于注入端口的相位信息。
[0009] 所述步驟3)的校準(zhǔn)是用待測器件的相位差減去校準(zhǔn)件的相位差進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0010] 所述的待測器件采用同軸線或者波導(dǎo)。
[0011] 所述的磁性材料墊片的厚度在產(chǎn)生無源互調(diào)信號的前提下越薄越好，例如1mm。
[0012] 所述的待測器件當(dāng)采用波導(dǎo)時(shí)，磁性材料墊片采用波導(dǎo)墊片作為校準(zhǔn)件，波導(dǎo)墊 片連接在待測的波導(dǎo)和法蘭盤之間。當(dāng)采用同軸線時(shí)，磁性材料墊片采用同軸墊片作為校 準(zhǔn)件。
[0013] 所述的磁性材料墊片采用純鐵、純儀、表面部分鍛銀的鐵或者儀、表面部分鍛儀的 銅或者侶的其中一種。
[0014] 所述的磁性材料墊片采用鐵或儀，并且在內(nèi)圈其中任一長邊所在的內(nèi)壁上不鍛 銀，其他表面均鍛銀。優(yōu)選的磁性材料墊片的上半部分和下半部分中取其一鍛銀。
[0015] 所述的磁性材料墊片采用銅或侶，并且在內(nèi)圈其中任一長邊所在的側(cè)壁上鍛儀。 優(yōu)選的非磁性材料墊片的上半部分和下半部分中取其一鍛儀。
[0016] 所述的待測器件基于掃頻間隔相對于注入端口的相位信息依賴于掃頻間隔。
[0017] 本發(fā)明在磁性材料上鍛銀或是在非磁性材料上鍛儀作為磁性材料墊片是因?yàn)榇?性材料與非磁性材料之間連接的非線性會產(chǎn)生無源互調(diào)效應(yīng)，但是純磁性材料墊片結(jié)構(gòu)的 對稱性會抵消部分非線性，所W會降低了無源互調(diào)效應(yīng)，當(dāng)采用在磁性材料上鍛銀或是在 非磁性材料上鍛儀時(shí)，由于結(jié)構(gòu)的非對稱性，所W會產(chǎn)生較強(qiáng)的無源互調(diào)效應(yīng)。
[001引具體的來說是：
[0019] 1)在圖1中，在同一參考信號源下，將兩路相干信號源注入到DUT，測量端口產(chǎn)生一 個(gè)無源互調(diào)信號，兩路相干信號源的頻率和相位分別為fi，f2和巧，口2,對于(m+n)階的無源 互調(diào)信號的頻率和相位分別為f3=mfi+nf2和巧="?巧+"巧巧中m，n是整數(shù)。
[0020] 2)兩路相干信號源距離校準(zhǔn)件的相位時(shí)延分別為邸 1，邸2,對于待測器件內(nèi)的一 個(gè)無源互調(diào)源距離注入端口的相位時(shí)延為邸'M,/，注入端口與測試電路或測試儀器端口的 相位時(shí)延為邸m/，所W無源互調(diào)系統(tǒng)相位的校準(zhǔn)取決于邸,，邸2和K巧，W。
[0021] 3)在圖2中，對于無源互調(diào)待測器件等效于均勻傳輸線模型來說，當(dāng)無源互調(diào)發(fā)生 位置為X時(shí)，對于(m+n)階的無源互調(diào)信號有：
[0022]
[0023] 其中，邸',，邸'2分別為兩路相干信號源從注入端口傳輸?shù)綗o源互調(diào)發(fā)生位置的相 位時(shí)延，ki，k2和kpiM分別為兩路測試信號和(m+n)階的無源互調(diào)信號的波矢量。
[0024] 假定在X處發(fā)生無源互調(diào)的相位為約胃，則有：
[0025]
[0026] 其中，邸表示無源互調(diào)源自身的相位；
[0027] 4)通過測試電路或測試儀器測試合成無源互調(diào)信號的相位邸W為：
[002引
[0029] 其中，a是整數(shù)，是指與化有關(guān)的模糊相位。
[0030] 5)當(dāng)使用磁性材料墊片作為校準(zhǔn)件時(shí)：
[0031]
[0032] 當(dāng)義=11111]1時(shí)，24。1??>0，則有：
[(Km] 邸=峭皿/
[0034] 其中，辟>為無源互調(diào)信號從無源互調(diào)發(fā)生位置到注入端口傳輸?shù)碾p程相位時(shí)延與 無源互調(diào)源自身相位之和。
[0035] 所
[0036]
[0037] 其中巧如《為常量，跨W為通過測試電路或測試儀器測試得到合成無源互調(diào)信號的 相位，Kd)為需要校準(zhǔn)的相位信息。可W通過測試電路或測試儀器測試測得，所W通過校準(zhǔn) 件進(jìn)行測量?？蒞實(shí)現(xiàn)了無源互調(diào)測試系統(tǒng)的相位校準(zhǔn)。
[0038] 6)對其中一路相干信號源的頻率進(jìn)行等間距掃頻，對于第i次掃頻，獲得一系列幅 度Ami和相位跨相。通過使用校準(zhǔn)件的相位信息可W實(shí)現(xiàn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)的相位校準(zhǔn)，從 而實(shí)現(xiàn)了基于掃頻間隔相對于注入端口的相位校準(zhǔn)。
[0039] 7)取走磁性材料墊片，將待測器件接入測試系統(tǒng)中，兩路相干信號源注入到待測 器件中，可產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)無源互調(diào)信號，在測量端口疊加形成一個(gè)合成無源互調(diào)信號 邸WT，則有：
[0040]
[0041] 其中，Kd)為需要校準(zhǔn)的相位信息，K腳為合成無源互調(diào)信號相對于注入端口雙程 相位時(shí)延與合成無源互調(diào)源自身相位之和。
[0042] 對其中一路相干信號源的頻率進(jìn)行等間距掃頻，對于第i次掃頻，通過測試電路或 測試儀器測量可W獲得該合成源互調(diào)信號的幅度Aduti和相位K裕獨(dú):。
[0043] 8 片硫間隔為Kf下，其干片硫間隔Kf笠i次娜暦的相化信息K巫Di為：
[0044]
[0045] 其中，邸M，邸《分別為基于掃頻間隔待測器件和校準(zhǔn)件的相位差。
[0046] 所W通過使用磁性材料墊片作為校準(zhǔn)件校準(zhǔn)，可W準(zhǔn)確測量出待測器件基于掃頻 間隔相對于注入端口的相位信息。
[0047] 本發(fā)明的有益效果是：
[0048] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無源互調(diào)系統(tǒng)相位的校準(zhǔn)，可準(zhǔn)確測量出待測器件基于掃頻間隔相 對于注入端口的相位信息，W便應(yīng)用于無源互調(diào)性質(zhì)，無源互調(diào)定位等方面的研究。
【附圖說明】
[0049] 附圖1是實(shí)施例本發(fā)明系統(tǒng)的框圖。
[0050] 附圖2是所述無源互調(diào)待測器件等效于均勻傳輸線模型的示意圖。
[0051] 附圖3是所述波導(dǎo)墊片校準(zhǔn)件的相位數(shù)據(jù)。
[0052] 附圖4是所述無源互調(diào)發(fā)生點(diǎn)距離注入端口 2m的待測器件的相位數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0053] W下結(jié)合附圖，具體闡述本發(fā)明的工作原理和實(shí)施方式：
[0054] 本發(fā)明的實(shí)施例如下：
[0055] 在實(shí)施例中，假設(shè)測試帶寬為1.72G化-1.741GHz，掃頻間隔為0.25MHz，使用磁性 材料的波導(dǎo)墊片作為校準(zhǔn)件校準(zhǔn)，磁性材料的波導(dǎo)墊片采用厚度為1mm的部分鍛銀的儀波 導(dǎo)墊片，在波導(dǎo)墊片內(nèi)圈的任一長邊所在的內(nèi)壁上不鍛銀，其他表面均鍛銀。
[0化6]實(shí)施例通過測試電路或測試儀器測量校準(zhǔn)件的相位邸M,?如圖3所示，使用無源互 調(diào)發(fā)生點(diǎn)距離注入端口 2m的待測器件替換校準(zhǔn)件，通過測試電路或測試儀器測量校準(zhǔn)件的 相位K從姻圖4所示。
[0057]當(dāng)選取掃頻間隔為21MHz的數(shù)據(jù)，求得KOdi為：
[0化引
[0059]在測試帶寬內(nèi)，無源互調(diào)發(fā)生點(diǎn)距離注入端口2m的待測器件的相位差為70.6d，由 于采用反射式測量方法，所W在測試帶寬內(nèi)無源互調(diào)發(fā)生點(diǎn)距離注入端口 2m的待測器件的 雙程相位差為141.2d，所W測量結(jié)果與實(shí)際誤差為1.25%。由此，本發(fā)明使用磁性材料的波 導(dǎo)墊片作為校準(zhǔn)件實(shí)現(xiàn)了基于掃頻間隔相對于注入端口的相位校準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于 1) 在無源互調(diào)測試系統(tǒng)中，使用磁性材料墊片作為校準(zhǔn)件進(jìn)行測量，用兩路相干信號 源通過注入端口輸入到磁性材料墊片中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)無源互調(diào)信號，無源互調(diào)信號在注 入端口疊加形成一個(gè)合成無源互調(diào)信號，掃描其中一路相干信號，通過測試電路或測試儀 器測量獲得帶有磁性材料墊片的一系列合成源互調(diào)信號的幅度和相位； 2) 取走磁性材料墊片，將待測器件接入無源互調(diào)測試系統(tǒng)中，用兩路相干信號源通過 注入端口輸入到待測器件中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)無源互調(diào)信號，無源互調(diào)信號在注入端口疊加 形成一個(gè)合成無源互調(diào)信號，掃描其中一路相干信號，通過測試電路或測試儀器測量獲得 待測器件的一系列合成源互調(diào)信號的幅度和相位； 3) 使用步驟1)獲得帶有校準(zhǔn)件的相位信息對待測器件的相位信息進(jìn)行校準(zhǔn)，測量出待 測器件基于掃頻間隔相對于注入端口的相位信息。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于:所 述步驟3)的校準(zhǔn)是用待測器件的相位差減去校準(zhǔn)件的相位差進(jìn)行校準(zhǔn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于:所 述的待測器件采用同軸線或者波導(dǎo)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在 于:所述的待測器件當(dāng)采用波導(dǎo)時(shí)，磁性材料墊片采用波導(dǎo)墊片作為校準(zhǔn)件，當(dāng)采用同軸線 時(shí)，磁性材料墊片采用同軸墊片作為校準(zhǔn)件。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于:所 述的磁性材料墊片采用純鐵、純鎳、表面部分鍍銀的鐵或者鎳、表面部分鍍鎳的銅或者鋁的 其中一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于:所 述的磁性材料墊片采用鐵或鎳，并且在內(nèi)圈其中任一長邊所在的內(nèi)壁上不鍍銀，其他表面 均鍍銀。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于校準(zhǔn)無源互調(diào)測試系統(tǒng)相位的方法，其特征在于:所 述的磁性材料墊片采用銅或鋁，并且在內(nèi)圈其中任一長邊所在的側(cè)壁上鍍鎳。
【文檔編號】G01R35/00GK106019192SQ201610326248
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】張美 , 鄭川, 陳翔, 崔萬照, 皇甫江濤, 冉立新
【申請人】浙江大學(xué), 西安空間無線電技術(shù)研究所