基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，本發(fā)明的方法基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試值，結(jié)合基礎(chǔ)的理論對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而求得準(zhǔn)確的相移值，完成了準(zhǔn)確測試二端口網(wǎng)絡(luò)插入相移θI的測試任務(wù)；解決了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀無法準(zhǔn)確測試二端口網(wǎng)絡(luò)插入相移的問題，簡單易行，能夠廣泛應(yīng)用于等效為二端口網(wǎng)絡(luò)的微波元器件測試過程中。
【專利說明】基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于現(xiàn)代微波測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]延遲線是一種能將電信號延遲一段時間的元件或器件。在各類電子儀器和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了配合某些功能需要，常常需要使用延遲線，達(dá)到信號把信號延遲一段特定時間的目的。相位延遲量是延遲線的技術(shù)指標(biāo)中很重要的待測指標(biāo)。
[0003]任何一個微波元器件的特性都可用等效網(wǎng)絡(luò)來描述，延遲線亦可。其中，二端口網(wǎng)絡(luò)是最典型的微波網(wǎng)絡(luò)。任何一個單端口網(wǎng)絡(luò)或多端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)的測定，都可以通過二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測定方法來完成，二端口網(wǎng)絡(luò)的插入相移是插入網(wǎng)絡(luò)前后負(fù)載的電壓(或電流)相位之差，在匹配狀態(tài)時，二端口網(wǎng)絡(luò)的插入相移是Θ工正向傳輸系數(shù)S21的相角，即Θ工=Z S21。
[0004]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一個復(fù)雜的電磁波能量的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接測量二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)(散射參數(shù))，又能方便地將其轉(zhuǎn)換為其他形式的特性參數(shù)。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在測得二端口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)后，依據(jù)公式Θ ra = IarT1S21便可以直接得到相移量，然而，實(shí)際的相移量應(yīng)該滿足Θ工=2n +tan_1S21 = 2η π + θ 10,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀并不能確定實(shí)際公式Q1中的η值，而是直接取了 n = 0，即矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量所得的相移量只能在-π到π之間，并不是二端口網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際相移量。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，因無法使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測得二端口網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際相移，一般是通過使用仿真軟件進(jìn)行周期估算，最終僅能得到對相移量定性的分析與評估，并不能給出定量的結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對使用現(xiàn)有的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試二端口網(wǎng)絡(luò)相移時，無法準(zhǔn)確測得相移的問題，提出了一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法。
[0007]本發(fā)明采用具體的技術(shù)方案為:一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，具體為:在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的相移測試曲線上，找到兩個相鄰的零相位點(diǎn)M和N，對應(yīng)的相移值分別設(shè)其位于為第η個2 π的相移周期與第η+1個2 π的相移周期，相應(yīng)的頻率為4與fn+1，則有如下關(guān)系式:
η η+1
[0008]— - -~
Jn /n+l
[0009]其中，fn與fn+1由測試曲線讀出，進(jìn)而求得η值；
[0010]對于頻率位于兩相位零點(diǎn)Μ、N之間的點(diǎn)P的實(shí)際相移值Θ工可根據(jù)以下公式求得:
[0011]θ χ = 2n Ji + Θ 10
[0012]其中，Θ IQ表不相移量，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀讀出。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的測試方法基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試值，結(jié)合基礎(chǔ)的理論對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而求得準(zhǔn)確的相移值，完成了準(zhǔn)確測試二端口網(wǎng)絡(luò)插入相移Q1的測試任務(wù)。本發(fā)明提出的測試方法解決了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀無法準(zhǔn)確測試二端口網(wǎng)絡(luò)插入相移的問題，本測試方法簡單易行，能夠廣泛應(yīng)用于等效為二端口網(wǎng)絡(luò)的微波元器件測試過程中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明方法的理論原理示意圖；
[0015]圖2為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試延遲線組件相移的結(jié)果曲線；
[0016]圖3為ADS中無色散情況下的相移結(jié)果圖；
[0017]圖4為ADS中色散情況下的相移結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以直接測量二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)，采取合適的結(jié)果顯示格式可直接讀出相移量。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀操作簡單，界面簡潔，測試結(jié)果可依測試人的需求設(shè)置為多種格式，結(jié)果清晰且易于讀取。本發(fā)明的相移測試方法即是基于上述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0020]下面為具體的操作步驟:
[0021]對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，完成后，將延遲線組件接入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口，設(shè)置延遲線組件的工作頻率等各項(xiàng)參數(shù)后，測試其相位曲線，進(jìn)而獲得相移測試曲線。
[0022]本發(fā)明的方法采用具體的技術(shù)方案為:一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，具體為:在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的相移測試曲線上，如圖1所示，找到兩個相鄰的零相位點(diǎn)M和N，對應(yīng)的相移值分別設(shè)其位于為第η個2 Ji的相移周期與第η+1個2 Ji的相移周期，相應(yīng)的頻率為Fn與fn+1，根據(jù)公式t = &，其中，t表示延遲時間，表示傳輸線長度，
u 5表示相速，考慮到色散的影響，在不同頻點(diǎn)處相速Vp略有不同，則時間t也不是絕對相等，但由色散引起的時間變化遠(yuǎn)小于由于傳輸線長度引起的延遲時間，則t近似恒等不變，則有如下關(guān)系式:

【權(quán)利要求】
1.一種基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，具體為:在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的相移測試曲線上，找到兩個相鄰的零相位點(diǎn)M和N，對應(yīng)的相移值分別設(shè)其位于為第η個2 Ji的相移周期與第η+1個2 的相移周期,相應(yīng)的頻率為fn與fn+1，則有如下關(guān)系式: η η+1 —-
fn /n+1 其中，fn與fn+i由測試曲線讀出，進(jìn)而求得η值； 對于頻率位于兩相位零點(diǎn)Μ、N之間的點(diǎn)P的實(shí)際相移值θ χ可根據(jù)以下公式求得:
Θ j = 2n Ji + Θ 10 其中，θμ表示相移量，由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀讀出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，其特征在于，求得η值后采用四舍五入法對其取整得[η]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，其特征在于，獲得相移測試曲線的具體過程為:對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，完成后，將延遲線組件接入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口，設(shè)置延遲線組件的工作頻率后，測試其相位曲線，進(jìn)而獲得相移測試曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的二端口網(wǎng)絡(luò)相移測試方法，其特征在于，如果所測頻段中無符合要求的兩點(diǎn)，即找不到兩個相鄰的零相位點(diǎn)，則可拓寬測試的頻率范圍，以找到符合要求的兩點(diǎn)。
【文檔編號】G01R25/00GK104181392SQ201410386556
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】胡江, 蘇鵬, 延波, 徐銳敏 申請人:電子科技大學(xué)