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1、第23卷第12期电子测量与仪器学报Vol.23No.122009年12月JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT·61·高精度波导六端口测量系统校准的实现与优化袁晴晴韦高阮开智(西北工业大学电子信息学院,西安710129)摘要:六端口反射计校准技术是确定六端口测量装置系统常数的方法。校准的精度决定了测量精度,因此校准技术是六端口技术的核心。本文采用基于高精度功率计的波导六端口反射计测量系统实现了R-B法校准,在此基础上利用C.A.Hoer法对R-B法的校准结果进行优化。测试结果表明,R-B法校准精度较低但已接近理论真值,采用C.A.H
2、oer法对R-B法进行迭代优化可以在较宽的频带内实现高精度校准。关键词:六端口反射计；校准技术；优化；微波测量中图分类号:TM931文献标识码:A国家标准学科分类代码:510.1025Realizationandoptimizationofcalibrationbasedonhighaccuracywaveguidesix-portmeasurementsystemYuanQingqingWeiGaoRuanKaizhi(SchoolofElectronicandInformation,NorthwesternPolytechnicUniversity,Xi'an710129,C
3、hina)Abstract:Thesix-portreflectmetercalibrationtechniqueisthemethodofconfirmingthesystemconstantofsix-portmeasurementequipment.Themeasurementaccuracyisdecidedbythecalibrationaccuracy,thereforecalibra-tiontechniqueisthecoreofsix-portequipment.Basedonawave-guidesix-portmeasurementsystemwithhig
4、haccu-racypowersensor,thecalibrationofthissystembyR-Bmethod.ThecalibrationresultofR-BmethodwasoptimizedbyC.A.Hoermethod.ThemeasurementresultshowsthatcalibrationaccuracyofR-Bmethodislowbutthedataisclosetotheoreticturevalue.R-BmethodoptimizedbyC.A.Hoermethodwithiterativeoptimizationcanimplement
5、highaccuracycalibration.Keywords:six-portreflectometer;calibrationtechnique;optimization;microwavemeasurement法结合起来,利用二者的优点,将R-B法的校准数据1引言作为C.A.Hoer法的初值,加快收敛速度,提高校准六端口技术是一种微波矢量测量技术,由于其精度。文中采用基于高精度功率计的波导六端口反[3]具有精度高、稳定性好、体积小、成本低等优点,在射计测量系统,该系统由波导对称五端口结与定微波测量、微波计量、安全防护等方面得到了广泛向耦合器组成六端口反射计电路,采用带US
6、B接口应用与推广。六端口技术的核心是六端口反射计的的高精度功率计进行功率采样,提高了各端口功率校准,校准的精度决定了测量精度。关于六端口反射测量精度,降低了功率测量对校准结果的影响。基于计的校准,已有很多学者提出了各种方法,如R-B法,以上测量系统实现了R-B法校准,在此基础上利用[1−2]C.A.Hoer法对R-B法校准所得系统常数进行优化。C.A.Hoer法,陈兆武法,自校准法等。其中R-B法主要利用解析方法获得系统常数,具有计算简单、2六端口反射计原理快速且不会出现多值等优点,但校准精度较低;[4]C.A.Hoer法由于采用迭代优化,精度较高,但初值六端口反射计常用结构如图
7、1所示。其中端口不易确定,而初值的好坏对迭代的收敛快慢和数据1接信号源,端口2接被测负载(DUT),端口3~6为4精度有决定性作用。因此本文将R-B法和C.A.Hoer个功率检测口,由此可写出六端口反射计的相对功本文于2009年5月收到。·62·电子测量与仪器学报第23卷率理论的基本方程在上式中先消去
8、Gi
9、和ϕi,可以解出
10、G3
11、和ϕ3的显式解。3)
12、Gi
13、及ϕi校准。将解出的
14、G3
15、和ϕ3值代入式(3),并令'2wwGwij=ij(1++33)ijcosφj⋅2Gcosϕ3−
