一种电子校准件端口的自动检测方法

摘要

本发明公开了一种电子校准件端口的自动检测方法，属于电子测试技术领域。本发明采用单端口误差模型，利用前3次标准的测量值与定标值，得到网络仪系统误差；采用单端口误差修正公式，将剩余标准的测量值进行修正；得到标准的修正测量值与定标值的幅度，然后做差跟阈值比较，进行端口检测的判断；通过测量值与定标值的直接对比，检测成功率只有75％，通过阻抗变换进行修正，能提高检测成功率，但也只有90％，本发明将检测准确率提高到99％以上。

权利要求

1.一种电子校准件端口的自动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：复位矢量网络分析仪；

步骤2：通过矢量网络分析仪测量电子校准件端口i的各标准；

步骤3：判断当前端口i是否大于电子校准件总端口数I；

若：判断结果是当前端口i大于电子校准件总端口数I，则电子校准件所有端口均与网络仪端口不匹配，认为电子校准件与矢量网络分析仪端口不连接；

或判断结果是当前端口i小于或者等于电子校准件总端口数I，然后执行步骤4；

步骤4：得到端口i下所有标准的测量值和定标值；

步骤5：利用前3个标准的测量值和定标值，采用公式(2)，计算得到矢量网络分析仪系统单端口误差ED、ES和ER；

式中，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差，ΓMi1为电子校准件端口i的第1个标准测量值，ΓDi1为电子校准件端口i的第1个标准定标值，ΓMi2为电子校准件端口i的第2个标准测量值，ΓDi2为电子校准件端口i的第2个标准定标值，ΓMi3为电子校准件端口i的第3个标准测量值，ΓDi3为电子校准件端口i的第3个标准定标值；

步骤6：判断当前标准数j是否大于电子校准件当前端口的反射标准总数J；

若：判断结果是当前标准数j大于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则电子校准件当前端口的标准与矢量网络分析仪端口匹配，认为电子校准件端口i与网络仪端口连接；

或判断结果是当前标准数j小于或者等于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则执行步骤7；

步骤7：结合步骤2所得到的端口i的第j个标准的测量值，和步骤5得到的系统误差，利用公式(3)，修正电子校准件端口i的第j个标准的测量值，得到修正值；

其中，j为大于3的整数，ΓMij为电子校准件端口i的第j个标准测量值，ΓCij为电子校准件端口i的第j个标准修正值，aCij为修正值的实部，bCij为修正值的虚部；

步骤8：利用公式(4)，计算获取端口i的第j个标准的定标值，得到定标值的幅度参数ADij；

其中，ADij为定标值的幅度参数，aDij为定标值复数的实部，bDij为定标值复数的虚部；

步骤9：利用公式(5)，计算电子校准件端口i的第j个标准的修正值，得到修正值的幅度参数ACij；

ACij为修正值的幅度参数，aCij为修正值复数的实部，bCij为修正值复数的虚部；

步骤10：判断|ACij-ADij|是否大于阈值；

若：判断结果是|ACij-ADij|大于阈值，则将端口数增加，然后执行步骤3；

或判断结果是|ACij-ADij|小于或者等于阈值，则将标准数增加，然后执行步骤6。

说明书

一种电子校准件端口的自动检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于电子测试技术领域，具体涉及一种电子校准件端口的自动检测方法。

背景技术

[0002] 利用电子校准件对矢量网络分析仪校准，可以简化校准流程，提高校准速度，且能保证良好的校准精度，使用电子校准件进行校准时，需要配置其与网络仪端口的对应关系。

[0003] 因为网络仪端口只能产生射频/微波信号，对当前连接的电子校准件端口无法通过标识等信息检测，所以只能通过网络仪得到电子校准件各标准的反射参数。由于电子校准件存在多种型号、标准亦有差异，所以单独比对各标准间的测量值不可行。而且对电子校准件的端口检测发生在校准网络仪之前，所以网络仪得到的测量信号是未修正的。直接对比网络仪测量值与定标值是有误差的。

[0004] 由于电子校准件是经过定标的，即使用TRL校准后的矢量网络分析仪对各个标准进行测量，测量结果存储的电子校准件内部，形成电子标准的定标值。现有技术是，在矢量网络分析对电子校准件某端口进行端口检测时，利用第一个标准进行阻抗变换处理，修正系统阻抗，然后对将当前标准的测量值阻抗与定标值阻抗作对比。若偏差在阈值内，则认为当前端口匹配，否则，继续判断下一端口。

[0005] 由于使用阻抗变换对矢量网络分析仪的阻抗进行修正，属于一维的修正。从矢量网络分析仪的误差模型来看，其单端口使用3维来修正，包括方向性误差、源匹配误差、反射跟踪误差。从修正的维数来说，阻抗变换的修正能力有限，算法验证后，电子校准件端口检测正确率只有90％。

发明内容

[0006] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种电子校准件端口的自动检测方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0008] 一种电子校准件端口的自动检测方法，包括如下步骤：

[0009] 步骤1：复位矢量网络分析仪；

[0010] 步骤2：通过矢量网络分析仪测量电子校准件端口i的各标准；

[0011] 步骤3：判断当前端口i是否大于电子校准件总端口数I；

[0012] 若：判断结果是当前端口i大于电子校准件总端口数I，则电子校准件所有端口均与网络仪端口不匹配，认为电子校准件与矢量网络分析仪端口不连接；

[0013] 或判断结果是当前端口i小于或者等于电子校准件总端口数I，然后执行步骤4；

[0014] 步骤4：得到端口i下所有标准的测量值和定标值；

[0015] 步骤5：利用前3个标准的测量值和定标值，采用公式(2)，计算得到矢量网络分析仪系统单端口误差ED、ES和ER；

[0016]

[0017] 式中，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差，ΓMi1为电子校准件端口i的第1个标准测量值，ΓDi1为电子校准件端口i的第1个标准定标值，ΓMi2为电子校准件端口i的第2个标准测量值，ΓDi2为电子校准件端口i的第2个标准定标值，ΓMi3为电子校准件端口i的第3个标准测量值，ΓDi3为电子校准件端口i的第3个标准定标值；

[0018] 步骤6：判断当前标准数j是否大于电子校准件当前端口的反射标准总数J；

[0019] 若：判断结果是当前标准数j大于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则电子校准件当前端口的标准与矢量网络分析仪端口匹配，认为电子校准件端口i与网络仪端口连接；

[0020] 或判断结果是当前标准数j小于或者等于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则执行步骤7；

[0021] 步骤7：结合步骤2所得到的端口i的第j个标准的测量值，和步骤5得到的系统误差，利用公式(3)，修正电子校准件端口i的第j个标准的测量值，得到修正值；

[0022]

[0023] 其中，j为大于3的整数，ΓMij为电子校准件端口i的第j个标准测量值，ΓCij为电子校准件端口i的第j个标准修正值，aCij为修正值的实部，bCij为修正值的虚部；

[0024] 步骤8：利用公式(4)，计算获取端口i的第j个标准的定标值，得到定标值的幅度参数ADij；

[0025]

[0026] 其中，ADij为定标值的幅度参数，aDij为定标值复数的实部，bDij为定标值复数的虚部；

[0027] 步骤9：利用公式(5)，计算电子校准件端口i的第j个标准的修正值，得到修正值的幅度参数ACij；

[0028]

[0029] ACij为修正值的幅度参数，aCij为修正值复数的实部，bCij为修正值复数的虚部；

[0030] 步骤10：判断|ACij-ADij|是否大于阈值；

[0031] 若：判断结果是|ACij-ADij|大于阈值，则将端口数增加，然后执行步骤3；

[0032] 或判断结果是|ACij-ADij|小于或者等于阈值，则将标准数增加，然后执行步骤6。

[0033] 本发明所带来的有益技术效果：

[0034] 本发明采用单端口误差模型，利用前3次标准的测量值与定标值，得到网络仪系统误差；采用单端口误差修正公式，将剩余标准的测量值进行修正；得到标准的修正测量值与定标值的幅度，然后做差跟阈值比较，进行端口检测的判断；通过测量值与定标值的直接对比，检测成功率只有75％，通过阻抗变换进行修正，能提高检测成功率，但也只有90％，本发明将检测准确率提高到99％以上。

附图说明

[0035] 图1为单端口误差模型示意图。

[0036] 图2为本发明方法的流程图。

具体实施方式

[0037] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0038] 本发明一种使用单端口误差修正的方式，进行精确电子校准件自动端口检测的方法。

[0039] 由于电子校准件定标时使用TRL校准，最终转化为12项误差模型来修正定标误差。其对单端口的修正为方向性修正、源匹配修正、反射跟踪修正。又因为电子校准件存在多个标准，所以利用前3个标准的定标值和当前测量值来得到矢量网络分析仪的系统误差。然后利用系统误差来修正剩余标准的测量值。

[0040] 使用当前网络仪端口对电子校准件各端口进行循环判断，若校准件端口的剩余标准修正后的测量值与定标值的幅度相差在误差范围内，那么判定此校准件端口与网络仪相连；若不是则继续判断电子校准件的下一端口各标准值。

[0041] 1、由前3个标准的测量值和定标值得到系统误差

[0042] 记电子校准件标准端口i的第j个标准的定标值为ΓDij，测量值为ΓMij。

[0043] 图1中，a为信号输出端，b为信号接收端，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差。

[0044] 由图1可知：

[0045]

[0046] 因为待解未知数为ED、ES和ER，所以使用前3个标准(j＝1,2,3)的测量值ΓMij和定标值ΓDij，联立方程可得到：

[0047]

[0048] 其中，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差，ΓMi1为电子校准件端口i的第1个标准测量值，ΓDi1为电子校准件端口i的第1个标准定标值，ΓMi2为电子校准件端口i的第2个标准测量值，ΓDi2为电子校准件端口i的第2个标准定标值，ΓMi3为电子校准件端口i的第3个标准测量值，ΓDi3为电子校准件端口i的第3个标准定标值。

[0049] 2、将剩余标准的测量值进行修正

[0050] 利用系统误差对剩余标准的测量值进行修正，即对公式(1)进行变换得到修正值ΓCij(j＝4,5,6,...)：

[0051]

[0052] 其中，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差，ΓMij为电子校准件端口i的第j个标准测量值，ΓCij为电子校准件端口i的第j个标准修正值。

[0053] 3、将修正值与定标值转化为幅度参数

[0054] 因为矢量网络分析仪的对电子校准件的测量值、修正值及定标值均为负数参数，直接对比物理意义不明确，所以转化为幅度参数，进行比较。

[0055] 复数到幅度的变换公式为：

[0056]

[0057] 其中，A为幅度参数，a为复数的实部，b为复数的虚部。

[0058] 4、端口自动检测步骤

[0059] 步骤1：复位矢量网络分析仪；

[0060] 步骤2：通过矢量网络分析仪测量电子校准件端口i的各标准；

[0061] 步骤3：判断当前端口i是否大于电子校准件总端口数I；

[0062] 若：判断结果是当前端口i大于电子校准件总端口数I，则电子校准件所有端口均与网络仪端口不匹配，认为电子校准件与矢量网络分析仪端口不连接；

[0063] 或判断结果是当前端口i小于或者等于电子校准件总端口数I，然后执行步骤4；

[0064] 步骤4：得到端口i下所有标准的测量值和定标值；

[0065] 步骤5：利用前3个标准的测量值和定标值，采用公式(2)，计算得到矢量网络分析仪系统单端口误差ED、ES和ER；

[0066]

[0067] 式中，ED为方向性误差，ES为源匹配误差，ER为反射跟踪误差，ΓMi1为电子校准件端口i的第1个标准测量值，ΓDi1为电子校准件端口i的第1个标准定标值，ΓMi2为电子校准件端口i的第2个标准测量值，ΓDi2为电子校准件端口i的第2个标准定标值，ΓMi3为电子校准件端口i的第3个标准测量值，ΓDi3为电子校准件端口i的第3个标准定标值；

[0068] 步骤6：判断当前标准数j是否大于电子校准件当前端口的反射标准总数J；

[0069] 若：判断结果是当前标准数j大于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则电子校准件当前端口的标准与矢量网络分析仪端口匹配，认为电子校准件端口i与网络仪端口连接；

[0070] 或判断结果是当前标准数j小于或者等于电子校准件当前端口的反射标准总数J，则执行步骤7；

[0071] 步骤7：结合步骤2所得到的端口i的第j个标准的测量值，和步骤5得到的系统误差，利用公式(3)，修正电子校准件端口i的第j个标准的测量值，得到修正值；

[0072]

[0073] 其中，j为大于3的整数，ΓMij为电子校准件端口i的第j个标准测量值，ΓCij为电子校准件端口i的第j个标准修正值，aCij为修正值的实部，bCij为修正值的虚部；

[0074] 步骤8：利用公式(4)，计算获取端口i的第j个标准的定标值，得到定标值的幅度参数ADij；

[0075]

[0076] 其中，ADij为定标值的幅度参数，aDij为定标值复数的实部，bDij为定标值复数的虚部；

[0077] 步骤9：利用公式(5)，计算电子校准件端口i的第j个标准的修正值，得到修正值的幅度参数ACij；

[0078]

[0079] ACij为修正值的幅度参数，aCij为修正值复数的实部，bCij为修正值复数的虚部；

[0080] 步骤10：判断|ACij-ADij|是否大于阈值；

[0081] 若：判断结果是|ACij-ADij|大于阈值，则将端口数增加，然后执行步骤3；

[0082] 或判断结果是|ACij-ADij|小于或者等于阈值，则将标准数增加，然后执行步骤6。

[0083] 至此，完成了电子校准件端口的精确自动检测。

[0084] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。