50 时代后期,开端呈现了对射频和微波频段的牢靠的丈量以及随之而来的有关牢靠丈量规范的要求。这便引进了用准确的同轴空气传输线作为阻抗的最基本的规范参阅件[ 1 ] ,[ 2 ] ;见图1 。这些传输线运用了具有极高导电性的金属来作为导体资料,运用空气作为电介质,这归因于空气在射频和微波频段内简略的和可猜测的电磁特性(例如,磁导率和介电常数)[ 3 ] 。这便确保了这些传输线的特性与抱负传输线的特性是十分挨近的[4 ]。
图1 一个具有不同长度的高精度参阅同轴空气传输线的比如。
相同在50 时代晚期和整个60 时代,人们做了很多的作业来开发高精度同轴衔接器以确保在微波频段所进行的丈量具有很好的重复性和可再现性[ 5 ] [ 6 ] 。为了集中精力进行这项作业,便树立了若干个委员会(包括契合IEEE 高精度同轴衔接器子委员会[ 7 ] ),使命是为这些高精度衔接器拟定规范。在60 时代后期,具有高精度丈量才干的第一台全主动矢量网络分析仪(VNA)总算面世了(见[ 8 ][ 9 ] )。接下来这个阶段则设定为要开端选用牢靠的技能来确保VNA 的丈量作业(图2 )。
图2 依据Agilent 8510 型VNA 根底上的同轴毫米波丈量台。多年来,这台分析仪一直是微波丈量工业的参阅。
但是,在70 时代,80 时代和90 时代所进行的其它要害性的开发作业则大大地改善了VNA 的丈量条件。
这些作业包括引进了:
• 较小尺度的高精度同轴衔接器(从3.5mm 衔接器开端[10],到1mm衔接器完毕[11]),使得丈量能够在更宽的频段内进行
• 适用于校准和/或验证VNA 功能的VNA 校准和验证东西套件
• 牢靠的VNA 校准技能[包括直通-反射-线段(T R L)[ 1 2 ],线段-反射-线段(L RL )[13 ] ,等等]
• 由国家丈量规范试验室所选用的6-端口VNA [14][ 例如美国的国家规范和技能研究院局(NIST)和英国的国家物理试验室(NPL)等]来供给一种独立的丈量办法以验证商业化的VNA 的功能。
终究,相同是在80 时代末和90 时代初,为了支撑迅速开展的微电子工业,国家丈量规范试验室(即NIST 和NPL 等)开端将它们的留意力转向了运用VNA 对平面电路进行丈量的牢靠性的证明。NIST 和NPL 均出产制作了含有与同轴空气传输线等效的平面电路的规范圆芯片[15],[16] – 即高精度的共面波导段和/或微带传输线。这些传输线为进行在片丈量的VNA 的校准供给了参阅规范。
以上一切这些作业极大地改善了VNA 用户和专业人员的丈量条件。除此之外,工业界,学术界和政府试验室的丈量专家们还做了很多的作业,为VNA 的丈量拟定了可追溯性和其它质量确保方面的机理。
一、体系丈量差错
什么是校准和差错批改?
校准被界说为“在特定条件下进行一套操作以树立起由丈量仪器或丈量体系所显现的数值,或被测资料或参阅资料所代表的数值,与其对应的规范值之间的联系”[ 17 ] 。因而,从传统含义上讲,校准是把仪器或组件定时送到规范和/或校准试验室,在那儿完结校准进程。
这个校准进程的成果是一般会出具一份关于仪器已被校准过的证书,该证书证明了仪器或组件的现有状况。
但是,关于VNA 来说,校准这个词至少有两种不同的含义。首要,依然能够选用传统的校准概念,将VNA 送出去校准,一般是每年一次。(或许,有些公司会指使校准专家前来,供给现场校准服务。)但是,与本文更恰当的是另一种在本地进行的校准办法,一般是在每非必须进行一系列丈量之前,在进行仪器预备和装备时进行的校准。第二种校准办法的意图是在要求的丈量频率上去除来自于仪器硬件的体系差错(而且要将在特定的试验中所需参加的附件考虑进来)。例如,或许会要求是在片丈量环境。在这种状况下,首要要将电缆衔接到VNA 前面板的衔接器上,随后是同轴适配器,终究是在片测验探头(图3 )。第二种校准办法既要批改这些附加组件的差错,也要批改VNA 体系差错。这便是为什么将这类校准称为差错批改,本文即将评论这种类型的校准。
图3 (a)最先进的300-mm 射频和微波在片丈量体系。体系包括:EMI-屏蔽和防光主动探头体系,还集成有散热处理和主动射频校准,一台VNA,射频电缆和射频圆芯片探头。(b)用于体系校准的一套共面校准规范件(一个校准基片)。
日益前进的VNA 丈量精度的要求能够经过下列几个方面来到达,改善硬件功能,改善用来标明差错的模型,改善用于核算这些差错的校准办法,以及改善校准规范件。关于S -参数丈量来说,体系差错是经过被称为丈量体系(即VNA)的差错模型来标明的。在差错模型中所包括的差错系数的数量以及差错模型的类型取决于
• VNA 的硬件拓扑结构
• VNA 的端口数和丈量接纳机的数量
• 所要求的丈量精度
下一节即将介绍常用的S-参数体系丈量的差错模型。
S-参数的流程图标明法
第一批用于主动S-参数差错批改的差错模型是在60 时代末呈现的。它们考虑了双向二端口体系,界说了体系的不完美性对反射系数(,)和传输系数(,)丈量的影响。这些模型是经过选用设想的二端口差错网络而开宣布来的,用来代表体系差错。它们由硫参数来描绘,而且被包括在丈量信号的途径中[ 8 ] 。一个反射(一端口)丈量的差错模型只是包括一个差错网络。开始,这个网络是由含有4 个S-参数的矩阵来标明的。但是,后来发现只需求,和乘积来进行进一步的差错批改。因而,可用3 项差错模型来替代包括有4 个S-参数的矩阵,其间系数,,别离代表了(定向性),(源匹配),和(反射盯梢)(图4)[18]。今日,3 项差错模型依然是一端口网络规范和批改善程中最常用的标明办法。
图4 一端口3 项差错模型的(a)S-参数和(b)差错项表达。
依据上面所述,8 项差错模型是对两端口被测器材(DUT)(图5)进行主动丈量的双向体系。依据S -参数的模型[图5(a)] 需求知道每个差错适配器的4 个参数(,,,)。关于传输丈量的差错批改包括两个别离代表正向和反向的因子和[8]。这些因子在差错项中是用系数来标明的[图5(b)] [19]。
图5 一台二端口VNA 的8 项差错模型的(a)S-参数和(b)差错项表达。不知道的DUT[S] 是在差错适配器之间相连的。单撇和双撇参数别离对应的是正向和反向的丈量方向。
别的一种单向丈量结构中没有包括可将入射丈量信号在两个丈量端口进行从头定向的内置开关。它们只能答应对DUT 进行一个方向的表征(只要,参数)。正如在[18]中所介绍的,这样一个体系只需求5 个差错项。这便需求别的一个代表丈量端口之间信号走漏的差错项,然后将模型扩展到6 个参数(见图6)。
图6 5-项单向差错模型,由差错系数,,,,来标明。走漏项EX 是挑选项参数。
走漏项(相同可称为串音项)随后被加到8项差错模型中,在每一个丈量方向上加一个,则将通用的差错系数增加到10 个[21]。
8(10)项和5(6)项差错模型现已运用了近十年而未进行大的改动。[留意在这里及本文的其它当地,括号中的数字代表将走漏项(Ex)参加后的差错项数。这些都是挑选项,或许并不彻底代表串音(正如在本文中进一步评论的),因而咱们未将它们参加到专业术语中。]在任何一个模型中,都要在每个丈量频率上界说差错项的值,并将其存入到VNA 内存中。因而,对差错模型的扩展,包括运用附加的差错项,为不同的丈量开宣布一个一致的模型,从商业角度上讲还不是一个可行的挑选。(在那个时候,核算器内存的本钱依然是一个首要的规划考虑要素。)
70 时代末,半导体技能的快速开展极大地前进了低本钱读/写存储组件以及镶嵌在丈量仪器中的大容量存储设备的供货量。这便极大地增强了VNA 的差错建模才干。丈量体系被一致了,与丈量装备相独立的10(12)项模型被引进到商业化的VNA 中[19](见图7)。这个差错模型成为二端口VNA 描绘体系差错的规范模型。这个模型已被施行在一切现代化的丈量仪器中。
图7 二端口双向S-参数丈量的10(12)-项差错模型。差错系数E 代表由抱负VNA 接纳机在DUT 平面所测得的波,m,与入射波,a,和传输波/反射波,b 之间的联系。单撇和双撇别离代表正向和反向的丈量方向。
[19] 和[22] 给出了描绘二端口DUT S-参数的丈量值和实践值之间联系的方程式。但是,这些公式多少有些粗笨。[23]中介绍了一种简化的办法。关于丈量体系,描绘DUT 中被测波,m,和入射波,a, 以及反射波/传输波,b,的联系能够经过运用散射体系界说来获得:
从式(1)和图7 中,可得出DUT 中的入射波,,反射波,和传输波,为
当考虑到开关在另一个方位时,参数,,,能够用相同的办法得到。一旦波参数a ,b 确认了,便可得到下列矩阵:
或简写为,
终究,DUT 的S-参数能够经过下式来得到
二、级联矩阵的T-参数表达式
上面所叙述的和图8 所示的10 项模型是经过有用S-参数来代表体系的丈量差错的。1975 年,Tektronix 公司的工程师们介绍引进了一个不同的概念[24]。他们主张用差错传输参数(T)标明的两个黑盒来描绘二端口的体系丈量差错(图9)。他们的模型有8 个差错项。但是,正如随后在[12]和[25]中所示,仅需7 个差错项来进行进一步的批改。为了将这种办法与老的依据S-参数的8-项差错模型相差异[8],一般称之为7-项模型。
图8 由10-项差错描绘的二端口VNA 在开关的第一个状况和第二个状况时的方框图。
图9 由级联矩阵标明的二端口VNA 的方框图(7-项差错模型)。
三、VNA丈量接纳机的影响
一般会将10-项模型与VNA 参阅信道的硬件概念相联系。在VNA 的参阅通道中,有一个参阅接纳机来检测入射信号,还有几个接纳机,每个VNA 端口都有一个丈量接纳机。因而,关于n-端口的体系,接纳机的总数是K,K = n+1,其间n 是丈量端口数(图10)。
图10 依据参阅信道结构的VNA 的方框图。显现出了用于入射信号m1 和m3 的一个参阅接纳机,信号源开关,信号m2 和m4 的丈量接纳机,和10-项差错模型矩阵[E]和[F]。
7-项差错模型的施行要求VNA 在被称为双反射计的原理上制作的:每个丈量端口与各自的参阅接纳机和丈量接纳机相连。例如,二端口双-反射计VNA 运用4个丈量接纳机(图11)。一般来说,多端口双-反射计的丈量接纳机的数目为k,k=2n,其间n 是体系的丈量端口数。
图11 依据双-反射计结构的VNA 的方框图。显现出参阅接纳机,m1,m3;信号源处的开关;丈量接纳机,m2 和m4;以及7-项差错模型矩阵[A]和[B]。
图11 是一个4-接纳机VNA 体系差错的物理模型,[Tx]是被测DUT,[A]和[B]是差错黑盒。后者描绘了丈量体系的差错,m1…m4 的值代表了抱负接纳机的丈量波。
能够将m1…m4 与入射波(a1,a2)和反射波或传输波(b1,b2)的联系直接表达出来,为:
其间:m1’… m4’和m1“… m4”别离是正向和反向的丈量值。T11… T22 界说为被测DUT 的传输参数。
用另一种简略的办法来标明,
其间,丈量矩阵M是
终究,DUT 的T-参数由下式给出
四、差错模型的转化
7-项差错模型和10-项差错模型均可用来描绘双-反射计VNA。假如需求的话,7-项差错模型能够转化为10-项差错模型。现已宣布了几种具有不同转化公式的办法[22],[26] – [28]。这些公式略有不同,但都是依据相同的物理根底之上的。不同来源于作者对7-项差错模型的标明办法,例如,选用了[B]的逆矩阵。今日,这些转化技能现已在许多双-反射计VNA 中付诸施行了。
相同企图对参阅接纳机类型的VNA 也运用7-项差错模型[29]。事实上,这里是假定丈量设备的源匹配与负载匹配相同,而这种状况只要当丈量设备的开关是抱负状况时才干树立。关于一个实践的体系来说,这种假定会导致呈现不能容忍的丈量不准确性,特别是对具有高反射性的DUT 来说[30]。只要10-项模型才干确保对参阅接纳机型VNA 的完好描绘。
五、多端口丈量和信号的走漏问题
正如上面所说到的,甚至在VNA 的第一个差错模型中现已包括了特别差错项,是用来描绘一个体系丈量端口对另一个端口的影响(即,走漏项,Ex)。走漏能够简略地界说为匹配完美的VNA 端口之间的传输系数。这种界说只合适那些具有与体系阻抗相同的输入和输出阻抗的DUT 的丈量状况。当丈量其它器材时,这种走漏项的界说办法会下降丈量的准确性。
进一步的丈量试验和实践经历标明走漏的实质是十分复杂的。一般来说,仅用一个或两个差错项还不足以正确表达这种现象。很显着,需求另一种体系丈量差错的表达办法。
这个概念是1977 年由Special 和Franzen 提出的[31]。n-端口VNA 的体系丈量差错是由一个2n-端口的虚拟差错网络来标明的,它的一个n-端口与DUT 相连,另一个n-端口与抱负的没有差错的VNA 相连。差错网络含有(2n)2 个系数,而且描绘了一切丈量端口之间或许的影响。事实上,一个差错项能够设为自变量,差错模型便能够用这一项来进行归一化。即,只要4n2-1 个系数之间是线性地彼此独立的。这样,这些差错项便能够彻底描绘这样一个体系[32]。
4n2-1 模型只适用于树立在双-反射计概念上的VNA(有2 n 个丈量接纳机,图12)。但是,后来才证明参阅通道VNA(有n+1 个参阅接纳机)的完好的差错模型也相同能够树立(图13)。这包括进了更多的差错项:例如,对一个二端口VNA 有22 个系数,而关于二端口双-反射计VNA 则只要15 个系数[33]。
图12 依据双-反射计结构的含有走漏的VNA 的方框图。对二端口体系来说,矩阵[C]含有15 个差错系数。
图13 依据参阅信道结构的含有走漏的VNA 的方框图。对二端口体系来说,矩阵[C]含有22 个差错系数。
包括串音的差错模型能够选用更通用的办法来描绘丈量体系。经过将串音差错系数设为零,它们能够转化为等效的,无串音的模型。这样,22-项模型(关于一个n+1 丈量接纳机VNA 来说)可简化为一个(2n2+ n)的无串音模型(即,二端口10-项模型)。在2n 个丈量接纳机VNA(4n2-1 项模型)中疏忽串音的影响,则给出了(4n-1)-项差错模型(对两端口网络来说即为7-项差错模型)。
六、部分走漏模型
关于某些运用来说,多端口体系不同丈量端口之间的走漏是不同的。例如,选用双在片丈量探头的(每个探头为二端口)的多端口在片级丈量体系显现出在内侧(输入探头)端口之间的串音很强,而探头对探头之间的影响要小得多。针对这种状况,仅在那些对丈量成果影响最大的体系模型中引进串音系数则是一个可行的计划。
[34] 中介绍了关于4 端口丈量体系的处理计划。在这种状况下,差错网络被分为两部分。每部分只包括内侧端口(例如,网络[C1]是对端口1 和2 的,另一个分隔的网络[C2]是针对端口3 和4 的,见图14 所示)。这种计划由于将差错项从4n2-1 削减到2n2-1 而大大简化了对丈量体系的表达,其间n 是VNA 的端口数。这样,当描绘一个4 端口VNA 时,只需求31 个差错系数(关于部分走漏模型),而不是63 个差错系数(关于彻底走漏模型)。
图14 依据双-反射计结构的VNA,答应端口1 与2,及端口3 与4 之间存在走漏。
差错模型一经确认,便可藉助于校准进程来核算差错系数。在矢量网络分析仪开展的40 年前史中,现已开发了多种多样的校准办法。其间有些变成了事实上的规范办法,而其它的只是是改善S-参数丈量精度的中心进程。
七、校准进程
第一个迭代处理计划
前期的VNA 校准是一个冗长而深重的进程。那个时候还没有现成的核算差错和对丈量的S-参数进行批改的直接核算办法。工程师们被逼依赖于很多不同的数字和迭代办法来进行核算,例如,见参阅文献[8]。
第一个显现解计划
1971 年,kruppa 和Sodomsky 获得了重大突破[35]。第一个由8-项差错模型来明确地描绘二端口VNA 的校准处理计划面世了。这个计划在每个VNA 端口上运用了三个反射规范件(开路,短路,和终端匹配)以及将两端口直接相连的规范件(直通)。经过在每个VNA 端口对开路,短路和负载的丈量数据,能够界说每个端口的三个差错项S11,S22,和S12S21 (ED, Es,ER)。T21和T12 项是经过运用直通规范件别离进行正向传输和反向传输丈量而核算出来的(如图5 所示)。
他们的作业相同介绍了简略的公式来对DUT 的4个S-参数体系丈量差错直接进行批改。这样,便处理了为得到差错项和批改S-参数所需进行的冗长重复的数字核算问题。
针对不同的丈量设备装备(差错模型),对这种显现解办法进行了进一步的改善[20] ,[21] ,终究,Hewlett-Packard 于1978 年将这个10-项差错的显现解校准计划商业化了。从那时起,这种校准进程深受欢迎,被命名为短路-开路-负载-直通(SOLT)或直通-短路-开路-匹配(TOSM)。今日,一切现代化的VNA 都施行了这种十分行之有用的SOLT 校准技能。
SOLT 办法的精度要害取决于校准规范件的制作和建模的容许差错(即集总参数的开路,短路和负载组件)。由于这些规范件的精度跟着频率的升高而劣化,所以,要在高频下完成牢靠丈量依然是一个应战。其它的程序,如改善校准规范的模型(即,[36],[37])或运用参阅校准的原始校准规范件[38],能够前进SOLT 办法的精度。
自校准-TRL法
Engen 和Hoer 于1974 年提出的TRL 校准法(另一种变形是LRL)使VNA 校准理论的开展又上了一个新的台阶[12] 。这是初次呈现的不要求一切规范件或许是抱负的,或许其一切参数都彻底已知的校准办法。经过运用丈量成果的冗余性(这是双-反射计VNA 和7-项差错模型的长处),TRL 能够确认原始校准规范件的不知道参数,如反射规范件的反射系数和线段规范件的传输常数。这种运用部分已知规范件来对VNA 进行校准的新原理后来被称为自校准。
TRL 技能的另一个长处是经过运用界说明确的空气阻隔线段的规范件使得完成真实的校准和丈量的可追溯性成为或许。但是,TRL 会遭到频率的约束。这个约束能够经过参加别的的线段规范件,而且对冗余丈量信息进行核算分析来得到战胜(与之类似的核算手法如,加权最小平方[39]和广义间隔回归(generalized distance registration)[40]已被用于一端口VNA 的校准中,大大改善了全体丈量精度),使得TRL 成为高精度丈量的基准[41]-[43]。
自校准的进一步开发
在TRL 自校准办法面世后,又开发了其它不同的自校准办法。从双-反射计VNA 和它的7-项差错模型中所获得的冗余丈量信息给予了一些校准的自由度:一个或多个规范件的一部分参数能够是不知道的。这个很有用的特功能够协助确认新的校准办法而且能够依据不同的运用来进行优化。
例如,图9 所示的矩阵[A]和[B]的核算能够经过丈量3 个不同的二端口规范件N1,N2 和N3 来获取,而无需丈量式(7)中的DUT[T] 矩阵
只需从(9)中的12 个等式中解出7 个不知道量的值,便能够对体系进行完好的表征[如式(6)]。这种冗余性对规范校准件提出了一般性的要求(见表1),而且有或许推导出许多不同的校准办法[25],[44]-[46]。
自校准办法以两种办法来处理反射规范件和传输规范件:
• 对一个已知参量进行一次丈量(例如,规范件的反射系数可确认一个差错项)
• 对不知道参量在不同条件下进行两次丈量(例如,在VNA 的两个端口对相同的一端口规范件的反射系数进行丈量)能够确认一个差错项。
八、自校准办法比较
自校准办法要求确认7 个差错项。在一般状况下,这可经过将已知和部分已知的规范件进行恣意组合来得到(图15)。今日,TRL,线段-反射-匹配(LRM)[也称为直通- 反射- 匹配(TRM )或直通- 匹配- 反射(TMR)],短路-开路-负载-互易二端口网络(SOLR),快速-短路-开路-负载-直通(QSOLT),以及线段-反射-反射-匹配(LRRM)是最常用的覆盖了十分广泛的各种运用的自校准办法。
图15 现已商业化了的(CSR)的共面校准规范件:(a)一对短路端,(b)一对开路端,(c)一对负载端,(d)双列内通-直通线,(e)双-回环直通线,和(f)-(g)跨线直通线。这些规范件用于最常见的圆芯片极的校准进程。
传统的和改善的LRM法
LRM 法[47]是为处理传统TRL 中的带宽约束问题而开发的。它选用了两个一端口匹配(负载)组件来替代线段规范件(或一套不同的传输线)。从理论上说,LRM 能够被认为是一种宽带校准办法。但是,商业化的LRM只要在运用朴实阻型,高对称性的50Ω 负载时才干到达好的校准精度。这种要求是很难到达的,特别是在圆芯片的在片丈量中。另一些更进一步的改善计划-类似于NIST [48] 的LRM 法和线段-反射-匹配,以及高档(LRM+)[49] 均是为了处理传统LRM 的这个首要缺陷的。
SOLR
SOLR 法不要求知道直通规范件的一切信息[50] 。事实上,任何一个能供给对称(正向/反向)传输系数(互易)的无源二端口组件均可用于校准进程。SOLR 关于那些难以运用直通组件的丈量设备是很有协助的:例如,在同轴式运用中,当丈量端口是相同性别时,或许当在圆芯片级别上选用的是矩形端口时。SOLR 法的精度从根本上取决于一端口规范件(开路,短路,负载),这些规范件要么是抱负的,要么其特性是彻底已知的。
QSOLT
与SOLT 相同,QSOLT 办法要求一切规范件都是已知的。但是,它取消了在VNA 第二个端口对一端口规范件进行丈量的要求[51],[52]。这个特性极大地削减了对规范件进行再衔接和再丈量所花费的时刻。但是,需求留意的是用QSOLT 法所校准的VNA 在它的第二个端口,即在校准进程中未衔接一端口规范件处,存在着显着的丈量差错[53]。
LRRM
LRRM 法是第一个明确地用于圆芯片级丈量的办法。它是规划用来处理平面集总参数负载中比如潜在的不对称性,阻抗与频率的相关性[54]等方面的约束的。但是,就像QSOLT 相同,它只在VNA 的一个端口对负载规范件进行丈量。关于有些运用,这会导致在第二个VNA的端口处进行的丈量不太牢靠[55]。
表2 对这些常用的自校准办法在下列目标前进行了一个比较:
• 校准规范件类型
• 校准件的运用
• 从反射和传输丈量所得到的差错项(ET)
• 从冗余信息中所得到的成果。
九、走漏体系的校准
很显着,对走漏体系的校准(例如,由15-项模型所描绘的)要求有很多的规范件和/或校准丈量。[56]中介绍了一个15-项模型的迭代处理办法。它主张运用4 个彻底已知的二端口规范件:其间一个规范件是直通件,而其它3 个规范件是匹配-匹配,开路-短路,短路-开路的组合。正如随后在[57]中所介绍的,仅选用了4 个彻底已知的二端口的规范件会导致一个不确认性的方程体系,然后终究下降了校准的精度。需求至少5 个这样的规范件。
[57] – [60] 介绍了15-项模型的显式校准和一些自校准处理计划。相同,[33]中的作业给出了参阅信道体系的处理计划(即22-项模型)。终究,[58]中介绍了针对走漏体系选用通用的自校准匹配- 不知道- 反射- 网络(MURN)办法,其间的规范件有8 个不知道参数。
十、多端口状况和混合法
事实上,10-项和7-项体系描绘均可用于多端口反射计VNA 中。这便给了用户很大的自由来挑选合适于他和她的体系运用的校准办法。由于7-项校准进程对一些规范件的不准确性不灵敏,这便常常成为一个首选的计划(例如,[61],[62])。
当校准7-项差错体系时,可用不同的办法来核算所挑选的差错项。例如,人们能够将SOLR 与LRM[63]或其它办法相结合进行混合校准[64]。当一些直通规范件很难表征时(例如,在圆芯片上),就能够看出这种办法的好处了。但是,混合法在校准动态范围上或许会有些约束,这是由于它们是依据7-项模型根底之上的[65]。
[66]和[67] 提出了另一种将不同校准办法的长处与通用的反射- 反射- 匹配- 直通相结合的思维,高档(GRRMT+)多端口处理计划。与混合校准法不同,GRRMT+校准进程运用7-项模型为根底的自校准LRM+和SOLR 进程来核算出部分已知规范件(即,反射和直通)的准确的功能参数。一旦彻底知道了一切校准规范件的参数,就可经过改善的GSOLT 办法加上非抱负但已知的规范件来核算差错项。因而,多端口10-项模型,多端口7-项模型和混合式办法的缺陷便可一次性悉数战胜。
十一、未来的展望
在曩昔的40 年里,咱们现已看到在微波丈量仪器和校准及差错批改办法学上所获得的惊人的前进。这极大地影响了高频半导体器材的开展。准确的丈量成果关于了解DUT 的实践功能,验证其模型以及改善规划都是十分要害的。因而,S-参数丈量法的前进加快了,比如说,高功能通讯和国防体系的开展。
今日,无线技能和高带宽带运用上的前进,以及对低功率,低电磁搅扰,高灵敏度,高数据传输速率的需求推动了高频无源和有源差分式器材的开展。因而,丈量体系的改善是供给宽带差分式驱动信号的不可分割的一部分。
第一台商业化的能进行真实的差分式丈量的多端口VNA 现已呈现了[68],[69]。最近,也宣布了一些批改体系差错的办法[70],[71]。这些办法都是对现有的单端体系进行了一些批改。校准和差错批改理论的下一大步很或许是引进真实的差分差错模型和校准规范件。新的简略明了的差分校准法将会极大地简化校准进程。它会将丈量精度和对差分器材的表征提升到一个新的高度。