本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于理想零直通的多端口非插入式精確校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)電子設(shè)備性能、體積和功耗等方面要求的不斷提高，設(shè)計(jì)人員必須不斷提高射頻微波部分電路的集成度，將各種不同的分立功能模塊集成到一個(gè)多功能模塊中。這種多功能模塊通常具有多個(gè)相同類型連接器的輸入輸出端口。使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)這些多端口多功能射頻微波模塊的性能指標(biāo)進(jìn)行測量前，必須對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，以確定測量系統(tǒng)本身存在的各種矢量系統(tǒng)誤差大小，然后在測量時(shí)通過采用誤差修正算法去除這些系統(tǒng)誤差對(duì)測量精度的影響，才能得到被測件真實(shí)的性能指標(biāo)。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)就是通過對(duì)一組特性已知的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，通過比較測量值和已知值，確定測量系統(tǒng)本身各種系統(tǒng)誤差的過程。目前，使用比較廣泛的校準(zhǔn)方法是solt校準(zhǔn)，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)包括短路器(s)、開路器(o)和負(fù)載(l)三個(gè)反射標(biāo)準(zhǔn)和一個(gè)直通標(biāo)準(zhǔn)(t)，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型和實(shí)際特性之間的符合性是決定校準(zhǔn)精度的重要因素，二者之間的差異是校準(zhǔn)誤差的重要來源。默認(rèn)情況下直通標(biāo)準(zhǔn)是通過將兩個(gè)測量端口直接連接到一起實(shí)現(xiàn)的，是一個(gè)理想的零直通標(biāo)準(zhǔn)，并不需要使用一個(gè)真實(shí)的物理直通標(biāo)準(zhǔn)。

直通標(biāo)準(zhǔn)的默認(rèn)數(shù)據(jù)模型將直通標(biāo)準(zhǔn)看成理想的零長度直通件，即端口1和端口2的反射s11＝s22＝0，信號(hào)在直通標(biāo)準(zhǔn)中傳輸時(shí)不引入任何損耗和延遲，即s21＝s12＝1，在所有的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中，直通標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型和實(shí)際特性的符合性是最好的，因此使用理想的直通標(biāo)準(zhǔn)有利于提高校準(zhǔn)精度，進(jìn)一步也提高了測量精度。

對(duì)于具有相同測量端口連接器類型的同軸被測件，在直通校準(zhǔn)時(shí)，兩個(gè)測量端口無法直接連接到一起進(jìn)行理想的零直通校準(zhǔn)，直通校準(zhǔn)時(shí)需要在兩個(gè)端口間連接一個(gè)適配器，不可避免的引入失配、延時(shí)和損耗。此時(shí)如果不采取額外的處理過程，因直通標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際特性和數(shù)據(jù)模型存在巨大差異，將會(huì)引入非常大的校準(zhǔn)誤差。

對(duì)無法進(jìn)行理想零直通校準(zhǔn)的被測件統(tǒng)稱為非插入式被測件，對(duì)這類器件測量前進(jìn)行的校準(zhǔn)過程統(tǒng)稱為非插入式校準(zhǔn)，校準(zhǔn)難點(diǎn)主要在直通校準(zhǔn)階段，目前主要有4種方法解決這個(gè)難題：

(1)第一種方法是修改直通標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型的定義，根據(jù)所使用的直通適配器的實(shí)際特性修改直通標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型中損耗和延時(shí)的定義，因?yàn)樗褂玫闹蓖ㄟm配器本身也是一個(gè)非插入式器件，特性數(shù)據(jù)的獲取存在一定難度，即使得到了直通適配器的特性數(shù)據(jù)，還需再進(jìn)行一系列計(jì)算才能獲取校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的模型數(shù)據(jù)，對(duì)測量人員的專業(yè)技術(shù)要求很高。此外直通標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型中認(rèn)為直通標(biāo)準(zhǔn)是互易的，即前反向的傳輸特性是一致的，而且沒有考慮直通標(biāo)準(zhǔn)的端口失配特性，認(rèn)為直通標(biāo)準(zhǔn)的端口阻抗是理想匹配的，這些誤差都會(huì)影響校準(zhǔn)精度。

(2)第二種方法是使用一種稱為適配器去除的校準(zhǔn)方法，這種方法的限制和缺點(diǎn)包括：同樣要求適配器是互易的、端口是理想匹配的，對(duì)測量點(diǎn)間的頻率間隔設(shè)置有一定限制，而且校準(zhǔn)過程非常繁瑣，現(xiàn)在很少使用這種校準(zhǔn)方法。

(3)另外還有一種稱為等效適配器交換的校準(zhǔn)方法，這種校準(zhǔn)方法技巧性很高，實(shí)際校準(zhǔn)中很少使用。

(4)目前使用最多的是未知直通校準(zhǔn)方法，在直通校準(zhǔn)時(shí)同樣需要連接一個(gè)特性未知的適配器，但校準(zhǔn)程序會(huì)根據(jù)冗余的誤差項(xiàng)確定直通適配器的延時(shí)特性，進(jìn)而確定測量系統(tǒng)中的全部誤差項(xiàng)，簡化了校準(zhǔn)過程，與solt校準(zhǔn)過程基本相似，但正確進(jìn)行未知直通校準(zhǔn)同樣存在一些特殊限制和要求，具體如下：

(a)要求矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀必須采用雙反射計(jì)接收結(jié)構(gòu)，即每個(gè)測量端口包括一個(gè)獨(dú)立的測量接收通道和參考接收通道，而低成本的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀多采用每個(gè)端口有獨(dú)立的測量接收通道而所有端口共用參考接收通道的接收結(jié)構(gòu)，因此雙反射計(jì)結(jié)構(gòu)多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收通道數(shù)量近似增加一倍，整機(jī)成本較高，價(jià)格昂貴。

(b)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀需要通過一個(gè)自校準(zhǔn)過程確定出直通適配器的傳輸延時(shí)值，因此對(duì)測量點(diǎn)間的頻率間隔設(shè)置有一定限制，不能丟失直通適配器的相位信息，否則通過自校準(zhǔn)過程確定的直通適配器的延時(shí)值是錯(cuò)誤的，從而導(dǎo)致依據(jù)直通適配器延時(shí)確定的系統(tǒng)誤差是錯(cuò)誤的，因此要求校準(zhǔn)時(shí)必須根據(jù)所使用直通適配器大概傳輸延時(shí)評(píng)估測量點(diǎn)數(shù)的設(shè)置是否合理，對(duì)測量人員提出了額外的要求。

(c)同樣要求直通適配器是互易的，其前反向的傳輸特性應(yīng)完全一致，任何實(shí)際特性的偏差都將產(chǎn)生殘余校準(zhǔn)誤差，影響測量精度。

多端口是指端口數(shù)大于等于3的情況，目前的各種多端口非插入校準(zhǔn)方法都存在各種缺點(diǎn)，即使是目前使用最普遍的未知直通校準(zhǔn)方法也對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的硬件結(jié)構(gòu)方案、測量條件設(shè)置、直通適配器的性能指標(biāo)和測量人員的專業(yè)技術(shù)知識(shí)有一些特殊要求。

下面結(jié)合附圖介紹上述未知直通校準(zhǔn)的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方案：

可進(jìn)行未知直通校準(zhǔn)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀必須具有雙反射計(jì)接收結(jié)構(gòu)，圖1示出了一種兩端口雙反射計(jì)接收結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的實(shí)現(xiàn)方案，這種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的特點(diǎn)是每個(gè)端口都有一個(gè)獨(dú)立的測量接收通道和參考接收通道，多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的接收結(jié)構(gòu)只是對(duì)兩端口接收結(jié)構(gòu)的重復(fù)擴(kuò)展，即如果測量端口數(shù)n，則接收通道數(shù)為2n，因此這種結(jié)構(gòu)也稱為2n接收結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的誤差模型如圖2所示，其中ei⁰⁰描述了端口i參考通道到測量通道的泄漏誤差，ei⁰¹描述了端口i接收通道的頻響誤差，ei¹⁰描述了端口i的源輸出通道與參考通道的頻響偏差，ei¹¹為端口i的源匹配誤差，描述了端口i的入射信號(hào)ai中由于源端口失配所產(chǎn)生的額外入射信號(hào)的大小。

對(duì)應(yīng)的誤差修正公式如等式(1)所示：

s＝d(i+e11d)^-1(1)

式(1)中，i為n階單位陣，s是經(jīng)過誤差修正的被測件的n階s參數(shù)矩陣，矩陣d和e11的具體取值如下：

式(2)中，sijm(i＝1：n，j＝1：n)表示直接測量所得未經(jīng)修正的s參數(shù)，tij通過如下等式確定：

tij＝ei⁰¹ej¹⁰(4)

ei⁰⁰(i＝1：n)、ei¹¹(i＝1：n)、tij(i＝1：n，j＝1：n)為圖2所示的誤差模型中需要通過校準(zhǔn)確定的誤差項(xiàng)，對(duì)于具有n個(gè)測量端口的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，需要確定的誤差項(xiàng)個(gè)數(shù)為n²+2n，下面介紹通過未知直通校準(zhǔn)確定上面提到的全部n²+2n項(xiàng)系統(tǒng)誤差的校準(zhǔn)過程，整個(gè)校準(zhǔn)可以分為反射校準(zhǔn)和未知直通校準(zhǔn)兩個(gè)步驟：

步驟(1)，進(jìn)行反射校準(zhǔn)，此時(shí)在每個(gè)測量端口分別連接開路器、短路器和負(fù)載，設(shè)開路器、短路器和負(fù)載反射系數(shù)的真實(shí)值分別為：γo、γs、γl＝0，在端口i連接對(duì)應(yīng)反射標(biāo)準(zhǔn)的測量值分別為：γmoi、γmsi、γmli，可以確定端口i的3項(xiàng)反射誤差如下：

ei⁰⁰＝γmli(5)

在所有端口進(jìn)行反射校準(zhǔn)后，可確定誤差模型中的3n項(xiàng)系統(tǒng)誤差。

步驟(2)，進(jìn)行未知直通校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)在一個(gè)固定測量端口i和其他n-1個(gè)測量端口間分別連接一個(gè)互易的特性未知的直通適配器進(jìn)行直通校準(zhǔn)，假設(shè)在端口i和端口j之間進(jìn)行未知直通校準(zhǔn)，可確定兩個(gè)端口間的兩項(xiàng)傳輸誤差項(xiàng)tij和tji如下：

在等式(8)和等式(9)中，每個(gè)誤差項(xiàng)都有兩個(gè)可能的取值，這兩個(gè)值幅度相等，相位相差180°，但是只有一個(gè)值是正確的，還需要一個(gè)額外的步驟確定誤差項(xiàng)的正確取值。

在直通校準(zhǔn)時(shí)，如果使測量點(diǎn)的頻率間隔設(shè)置合理，保證測量時(shí)不丟失直通適配器的相位信息，校準(zhǔn)程序可以通過一個(gè)額外的自校準(zhǔn)過程確定出直通適配器的群延時(shí)值，再根據(jù)此群延時(shí)值即可確定等式(8)和等式(9)中誤差項(xiàng)的正確取值，這樣通過進(jìn)行直通校準(zhǔn)可確定端口i和其他n-1個(gè)端口間共2(n-1)項(xiàng)傳輸誤差項(xiàng)。其他剩余(n-1)(n-2)項(xiàng)傳輸誤差通過等式(10)確定

至此，通過進(jìn)行反射校準(zhǔn)和直通校準(zhǔn)，確定了進(jìn)行誤差修正時(shí)需要確定的全部n²+2n項(xiàng)系統(tǒng)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)方案存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種全新的基于理想零直通的多端口非插入校準(zhǔn)方法，通過在一個(gè)端口連接適配器將非插入式直通校準(zhǔn)配置成理想零直通校準(zhǔn)，并通過額外增加兩次零直通校準(zhǔn)和兩次反射校準(zhǔn)，并采用本發(fā)明提出的系統(tǒng)誤差項(xiàng)提取方法，精確提取出全部的系統(tǒng)誤差，解決目前使用的各種多端口非插入式校準(zhǔn)存在的諸多限制和不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于理想零直通的多端口非插入式精確校準(zhǔn)方法，每個(gè)測量端口都有一個(gè)獨(dú)立的測量接收機(jī)，所有端口共用一個(gè)參考接收機(jī)，校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

步驟(1)，進(jìn)行反射校準(zhǔn)，確定源匹配誤差esi、方向性誤差edi和反射跟蹤誤差eri(其中i＝1：n)共3n項(xiàng)誤差項(xiàng)；

步驟(2)，進(jìn)行額外的一次反射校準(zhǔn)；

步驟(3)，在端口i和其他n-1個(gè)端口間進(jìn)行(n-1)次零直通校準(zhǔn)，確定除端口i外的其他(n-1)個(gè)端口間的(n-1)(n-2)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差和(n-1)個(gè)端口的(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差；

步驟(4)，再進(jìn)行額外一次反射校準(zhǔn)和兩次直通校準(zhǔn)，確定端口i處于接收狀態(tài)時(shí)和其他的(n-1)個(gè)端口間的(n-1)項(xiàng)負(fù)載匹配誤差，及端口i和其他n-1個(gè)端口間2(n-1)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差。

可選地，所述步驟(1)具體過程如下：

在每個(gè)測量端口分別連接開路器、短路器和負(fù)載三個(gè)反射標(biāo)準(zhǔn)，連接的開路器、短路器和負(fù)載的已知反射系數(shù)分別為：γo、γs、γl＝0，校準(zhǔn)過程中某一端口i連接反射標(biāo)準(zhǔn)后對(duì)應(yīng)的反射測量值分別為：γmoi、γmsi、γmli，確定端口i反射誤差項(xiàng)分別為：

edi＝γmli(11)

其中，edi為源端口i的方向性誤差，eri為源端口i的反射跟蹤誤差，esi為源端口i的源匹配誤差；

通過n次反射校準(zhǔn)，確定全部的3n項(xiàng)反射誤差。

可選地，所述步驟(2)的具體步驟如下：

在校準(zhǔn)端口i連接直通適配器改變校準(zhǔn)端口i的連接器陰陽類型，在端口i上進(jìn)行反射校準(zhǔn)，根據(jù)等式(11)、等式(12)和等式(13)，確定eisi、eidi和eiri三項(xiàng)反射誤差的中間誤差項(xiàng)。

可選地，所述步驟(3)具體包括：

端口i和端口k間進(jìn)行直通校準(zhǔn)，求解出如下4項(xiàng)系統(tǒng)誤差：

eitik＝sikm(1-eilikesk)(16)

eitki＝skim(1-eilkieisi)(17)

等式(14)～等式(17)中，esk、edk和erk在步驟(1)時(shí)確定，eisi、eidi和eiri在步驟(2)時(shí)確定，sijm表示直通校準(zhǔn)時(shí)未經(jīng)誤差修正的直接測量所得的s參數(shù)值，下標(biāo)i和j代表端口號(hào)，m表示測量值；在端口i和其他n-1個(gè)測量端口間重復(fù)進(jìn)行n-1次直通校準(zhǔn)，共確定4(n-1)項(xiàng)誤差；

因?yàn)槎丝趇連接有適配器，校準(zhǔn)和實(shí)際測量時(shí)端口狀態(tài)不同，上面確定的4項(xiàng)系統(tǒng)誤差也是中間誤差，獲取誤差模型中的實(shí)際誤差的過程如下：

基于等式(15)確定除端口i外其他n-1個(gè)端口處于接收狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的誤差模型中(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差：

elkj|＝eilki(k＝1：n，j＝1：n，i≠j，k≠i)(18)

等式(18)中的eilki已在步驟(3)中所有測量端口和端口i間進(jìn)行零直通校準(zhǔn)時(shí)確定，通過n-1次直通校準(zhǔn)共確定除端口i外其他n-1端口處于接收狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的共(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差；基于步驟(2)和步驟(3)確定的中間誤差項(xiàng)，以端口i為中間過渡端口，通過如下計(jì)算確定除端口i外其他n-1個(gè)端口間共(n-2)(n-1)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差：

可選地，所述步驟(4)具體步驟如下：

取下端口i連接的適配器連接到其他n-1個(gè)端口中任意端口n，在端口n進(jìn)行反射校準(zhǔn)，根據(jù)等式(11)、等式(12)和等式(13)，確定端口n對(duì)應(yīng)的eisn、eidn和eirn3項(xiàng)中間反射誤差項(xiàng)，在端口n和端口i，及端口n和其他任意端口m間共進(jìn)行兩次直通校準(zhǔn)，根據(jù)等式(14)～等式(17)，確定eilni、eilin、eilnm、eilmn4項(xiàng)負(fù)載匹配中間誤差項(xiàng)，及eitni、eitin、eitnm、eitmn4項(xiàng)傳輸跟蹤中間誤差項(xiàng)；

某端口的負(fù)載匹配誤差是該端口的固有匹配特性，與源輸出端口無關(guān)，因此通過在端口n和端口i間進(jìn)行直通校準(zhǔn)確定端口i處于接收狀態(tài)時(shí)共n-1項(xiàng)負(fù)載匹配誤差：

elij＝eilin|(j＝1：n，j≠i)(20)

以端口n為中間過渡端口，端口i和端口m間的2項(xiàng)傳輸跟蹤誤差通過以下等式確定：

以端口m為中間過渡端口，端口i和除端口m外其他n-2個(gè)端口間的2(n-2)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差通過如下等式確定：

等式(23)和等式(24)中的etjm和etmj已在步驟(3)中通過等式(19)確定，而etim和etmi在步驟(4)中通過等式(21)和等式(22)確定。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法對(duì)于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的硬件實(shí)現(xiàn)方案無特殊要求，同時(shí)由于基于具有最高模型精度的零直通校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)求解誤差模型，相比未知直通校準(zhǔn)方法，可提高非插入式校準(zhǔn)和測量精度。

(2)本發(fā)明提出的校準(zhǔn)方法對(duì)測量條件的設(shè)置無特殊要求，因此降低了對(duì)測量人員的要求，因此本發(fā)明的校準(zhǔn)精度更高，并且具有更好的普適性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的一種兩端口雙反射計(jì)接收結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的實(shí)現(xiàn)方案的原理圖；

圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的誤差模型圖；

圖3為本發(fā)明的n+1接收結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀原理圖；

圖4為圖3所示n+1接收結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析誤差模型圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的校準(zhǔn)方法適用于通用的n+1結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，這種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的方案如圖3所示，每個(gè)測量端口都有一個(gè)獨(dú)立的測量接收機(jī)，所有端口共用一個(gè)參考接收機(jī)，當(dāng)然本發(fā)明的校準(zhǔn)方法也適用于圖1所示的特殊的2n接收結(jié)構(gòu)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

具有n個(gè)測量端口的n+1接收結(jié)構(gòu)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的誤差模型如圖4所示，其中端口i處于源輸出狀態(tài)，其他n-1端口處于接收狀態(tài)，圖4所示的模型中包括2n+1項(xiàng)誤差，當(dāng)不同的端口分別處于源輸出狀態(tài)時(shí)，共有n個(gè)與圖4所示類似的誤差模型，對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在不同源輸出狀態(tài)下整機(jī)存在的誤差進(jìn)行建模，所有的誤差模型中共包含2n²+n項(xiàng)誤差。

在圖4所示的誤差模型中，edi為源端口i的方向性誤差，其描述了源端口i參考通道到測量通道泄漏誤差信號(hào)的大??；eri為源端口i的反射跟蹤誤差，其描述了源端口i接收通道與參考通道的頻響偏差；esi為源端口i的源匹配誤差，其描述了源輸出端口i的匹配狀況，描述了源輸出端口i的實(shí)際入射信號(hào)aii中，除參考激勵(lì)信號(hào)amii外，由于源端口失配所產(chǎn)生的額外入射信號(hào)的大?。籩lij為源端口j處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)端口i的負(fù)載匹配誤差，等于aij/bij，其中aij為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀源端口j處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)其端口i實(shí)際輸出的入射信號(hào)，bij為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀源端口j處于激勵(lì)狀態(tài)時(shí)端口i的實(shí)際入射信號(hào)；etij描述了當(dāng)端口j處于源輸出狀態(tài)時(shí)，接收端口i測量通道與源輸出端口j參考通道的頻響偏差。

當(dāng)被測件是具有相同類型端口連接器的n端口非插入式器件，本發(fā)明提出的校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

步驟(1)，進(jìn)行反射校準(zhǔn)，確定源匹配誤差esi、方向性誤差edi和反射跟蹤誤差eri(其中i＝1：n)共3n項(xiàng)誤差項(xiàng)，具體過程如下：

在每個(gè)測量端口分別連接開路器、短路器和負(fù)載三個(gè)反射標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)連接的開路器、短路器和負(fù)載的已知反射系數(shù)分別為：γo、γs、γl＝0，校準(zhǔn)過程中某一端口i連接反射標(biāo)準(zhǔn)后對(duì)應(yīng)的反射測量值分別為：γmoi、γmsi、γmli，可以確定端口i反射誤差項(xiàng)分別為：

edi＝γmli(11)

通過n次反射校準(zhǔn)，可以確定全部的3n項(xiàng)反射誤差。

步驟(2)，進(jìn)行額外的一次反射校準(zhǔn)，具體為：

在某校準(zhǔn)端口i連接直通適配器改變校準(zhǔn)端口i的連接器陰陽類型，例如：如果原來校準(zhǔn)端口i的連接器為陰頭，則在校準(zhǔn)端口i連接陽/陽適配器，反之則連接陰/陰適配器。在端口i上進(jìn)行反射校準(zhǔn)，根據(jù)等式(11)、等式(12)和等式(13)，可確定eisi、eidi和eiri三項(xiàng)反射誤差。因?yàn)榇藭r(shí)端口i連接有適配器，校準(zhǔn)和測量的狀態(tài)不同，因此這3項(xiàng)誤差并不是誤差模型中的誤差項(xiàng)，而是中間誤差項(xiàng)。

步驟(3)，在步驟(2)提到的端口i和其他n-1個(gè)端口間進(jìn)行(n-1)次零直通校準(zhǔn)，可確定除端口i外的其他(n-1)個(gè)端口間的(n-1)(n-2)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差和(n-1)個(gè)端口的(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差，方法如下：

端口i和端口k間進(jìn)行直通校準(zhǔn)，可以求解出如下4項(xiàng)系統(tǒng)誤差：

eitik＝sikm(1-eilikesk)(16)

eitki＝skim(1-eilkieisi)(17)

等式(14)～等式(17)中，esk、edk和erk在步驟(1)時(shí)確定，eisi、eidi和eiri在步驟(2)時(shí)確定，sijm表示直通校準(zhǔn)時(shí)未經(jīng)誤差修正的直接測量所得的s參數(shù)值，下標(biāo)i和j代表端口號(hào)，m表示測量值。在端口i和其他n-1個(gè)測量端口間重復(fù)進(jìn)行n-1次直通校準(zhǔn)，共可以確定4(n-1)項(xiàng)誤差。

同理，因?yàn)槎丝趇連接有適配器，校準(zhǔn)和實(shí)際測量時(shí)端口狀態(tài)不同，上面確定的誤差也是中間誤差，并不是圖4所示誤差模型中的實(shí)際誤差，還需要在以上中間誤差項(xiàng)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行一系列計(jì)算才能獲取誤差模型中的實(shí)際誤差，過程如下：

因端口的負(fù)載匹配為接收端口的固有特性，與源輸出端口無關(guān)，因此基于等式(15)可以確定除端口i外其他n-1個(gè)端口處于接收狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的圖4所示誤差模型中(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差：

elkj|＝eilki(k＝1：n，j＝1：n，i≠j，k≠i)(18)

等式(18)中的eilki已在步驟(3)中所有測量端口和端口i間進(jìn)行零直通校準(zhǔn)時(shí)確定，因此通過n-1次直通校準(zhǔn)共確定除端口i外其他n-1端口處于接收狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的共(n-1)²項(xiàng)負(fù)載匹配誤差?；诓襟E(2)和步驟(3)確定的中間誤差項(xiàng)，以端口i為中間過渡端口，通過如下計(jì)算可確定除端口i外其他n-1個(gè)端口間共(n-2)(n-1)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差：

步驟(4)，再進(jìn)行額外一次反射校準(zhǔn)和兩次直通校準(zhǔn)，確定端口i處于接收狀態(tài)時(shí)和其他的(n-1)個(gè)端口間的(n-1)項(xiàng)負(fù)載匹配誤差，及端口i和其他n-1個(gè)端口間2(n-1)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差，具體步驟如下：

取下端口i連接的適配器連接到其他n-1個(gè)端口中任意端口n，在端口n進(jìn)行反射校準(zhǔn)，根據(jù)等式(11)、等式(12)和等式(13)，可確定端口n對(duì)應(yīng)的eisn、eidn和eirn3項(xiàng)中間反射誤差項(xiàng)，在端口n和端口i，及端口n和其他任意端口m間共進(jìn)行兩次直通校準(zhǔn)，根據(jù)等式(14)～等式(17)，可確定eilni、eilin、eilnm、eilmn4項(xiàng)負(fù)載匹配中間誤差項(xiàng)，及eitni、eitin、eitnm、eitmn4項(xiàng)傳輸跟蹤中間誤差項(xiàng)。

如上所述，某端口的負(fù)載匹配誤差是該端口的固有匹配特性，與源輸出端口無關(guān)，因此通過在端口n和端口i間進(jìn)行直通校準(zhǔn)可確定端口i處于接收狀態(tài)時(shí)共n-1項(xiàng)負(fù)載匹配誤差：

elij＝eilin|(j＝1：n，j≠i)(20)

以端口n為中間過渡端口，端口i和端口m間的2項(xiàng)傳輸跟蹤誤差通過以下等式確定：

以端口m為中間過渡端口，端口i和除端口m外其他n-2個(gè)端口間的2(n-2)項(xiàng)傳輸跟蹤誤差通過如下等式確定：

等式(23)和等式(24)中的etjm和etmj已在上面介紹的步驟(3)中通過等式(19)確定，而etim和etmi在步驟(4)中通過等式(21)和等式(22)確定。

通過上面的4個(gè)步驟，就可以確定圖4所示誤差模型中全部2n²+n項(xiàng)誤差。

本發(fā)明提出的校準(zhǔn)方法對(duì)于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的硬件實(shí)現(xiàn)方案無特殊要求，同時(shí)由于基于具有最高模型精度的零直通校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)求解誤差模型，相比未知直通校準(zhǔn)方法，可提高非插入式校準(zhǔn)和測量精度。

同時(shí)本發(fā)明提出的校準(zhǔn)方法對(duì)測量條件的設(shè)置無特殊要求，因此降低了對(duì)測量人員的要求，因此本發(fā)明的校準(zhǔn)精度更高，并且具有更好的普適性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。