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天饋線測試儀的嵌入式電子校準

本文介紹一種應用于天饋線測試儀的嵌入式電子校準方法，提出了一種對內置電子標準進行定值的特殊方法，解決了校準端面和測試端面不一致的問題。文章詳細論述了該方法的理論模型和相關公式推導。最后給出了嵌入式校準與常規(guī)機械校準的實際測試結果對比。

1. 引言

天饋線測試儀本質是一臺單端口的矢量網絡分析儀，為實現(xiàn)高精度的測量，需要在測量前進行校準，校準質量直接決定測量精度?，F(xiàn)在廣泛使用的校準方法是在儀器外部連接校準件來實現(xiàn)，在測試時移除校準件再連接被測件進行測試。這使得測量結果引入了操作者的人為因數(shù)，增加了測量風險，也增加了操作者的負擔。

本文介紹的嵌入式校準是在電子校準技術基礎之上實現(xiàn)的一種自動校準技術，操作者不需要進行額外的校準連接即可完成校準，校準速度快、效率高、一致性好。

2. 嵌入式校準的實現(xiàn)方法

實現(xiàn)嵌入式校準的原理框圖如圖1所示。天饋線測試儀與端口之間嵌入一個電子校準模塊。電子校準模塊由微波電子開關、多個反射標準、一個直通傳輸線組成。

校準時，天饋線測試儀通過微波電子開關分別連接到電子標準模塊的不同標準進行測試，通過測試值和標稱值的一系列運算，獲取儀器的系統(tǒng)誤差系數(shù)。測量時，電子開關到直通，利用校準時獲取的系統(tǒng)誤差系數(shù)對測量值進行修正，從而得到被測件的精確參數(shù)。

該方法存在的問題是，校準端面為圖1中的參考面A ，而測試端面為圖1中的參考面B ，最后的測試結果ΓA實際是網絡S （包括電子開關、直通傳輸線）的參數(shù)和被測件參數(shù)ΓB的合成。其信號流圖如圖2所示。

在圖1中，從參考面A 看天饋線測試儀，其誤差模型圖[1]如圖3a 所示，其三個系統(tǒng)誤差項分別為方向性誤差，源匹配誤差，和反射跟蹤誤差；從參考面B 看天饋線測試儀，其誤差模型如圖3b 所示，其三個系統(tǒng)誤差項分別為方向性誤差，源匹配誤差，和反射跟蹤誤差。

通過對電子標準模塊重新定值，使其定值的參數(shù)包含了網絡S 的相關信息，利用這種經過偏移定值的電子標準模塊對天饋線測試進行校準和誤差修正………