一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法，步驟一：校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀或調(diào)用校準(zhǔn)狀態(tài)；步驟二：改變測(cè)量面，發(fā)送測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償命令；步驟三：調(diào)用測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償擬合算法，獲得擬合曲線參數(shù)并計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)；步驟四：存儲(chǔ)參數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。采用上述方案，利用曲線擬合方式實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)補(bǔ)償算法，無(wú)需用戶干預(yù)，即可去除測(cè)量參考面變化引入的誤差，得到的補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快，提高用戶測(cè)量效率。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)有多種類型，如單端口反射校準(zhǔn)、全雙端口校準(zhǔn)、TRL校準(zhǔn)等多種校準(zhǔn)技術(shù)，它們的共同特點(diǎn)是需要用戶連接精密校準(zhǔn)件，然后通過(guò)軟件算法提取誤差系數(shù)，最后通過(guò)修正過(guò)程應(yīng)用到分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)上，從而得到校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是需要專門的校準(zhǔn)件，同時(shí)需要用戶多次連接校準(zhǔn)件，等待校準(zhǔn)過(guò)程完畢，而這個(gè)過(guò)程通常比較復(fù)雜而且緩慢。很多時(shí)候用戶進(jìn)行一次基本的校準(zhǔn)后，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量端口面需要進(jìn)行變更一一如增加一段電纜或移除某個(gè)轉(zhuǎn)接器件等時(shí)，此時(shí)再進(jìn)行一次校準(zhǔn)肯定是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，如果可以利用已有的校準(zhǔn)結(jié)果，通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算去除這部分影響，則會(huì)大大提高用戶的工作效率。本發(fā)明利用曲線擬合方式，通過(guò)數(shù)學(xué)方法解決測(cè)量參考面變化引入的幅頻和相位變化，無(wú)需接校準(zhǔn)件即可得到新的測(cè)量參考面。
[0003]測(cè)量參考面變化引起的測(cè)量誤差目前的解決方案僅是對(duì)相位變化進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)參考面變化引入的幅頻變化(既損耗變化)則沒(méi)有考慮，如果用戶需要考慮這部分因素，則要重新進(jìn)行傳統(tǒng)的校準(zhǔn)過(guò)程。
[0004]測(cè)量校準(zhǔn)面改變時(shí)，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)重新校準(zhǔn)方式來(lái)去除影響或者只能去除相位變化的影響而不考慮幅頻響應(yīng)。重新校準(zhǔn)不僅繁瑣而且可能因?yàn)樾虏迦氲倪B接器無(wú)法連接普通校準(zhǔn)件而無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明則利用數(shù)學(xué)方法，無(wú)需用戶連接校準(zhǔn)件進(jìn)行復(fù)雜校準(zhǔn)，通過(guò)分析校準(zhǔn)面改變后獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，利用曲線特性反向補(bǔ)償測(cè)量數(shù)據(jù)，使補(bǔ)償后的測(cè)量曲線達(dá)到普通校準(zhǔn)的效果。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法，其中，包括以下步驟:
[0009]步驟一:校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀或調(diào)用校準(zhǔn)狀態(tài)；
[0010]步驟二:改變測(cè)量面，發(fā)送測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償命令；
[0011]步驟三:調(diào)用測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償擬合算法，獲得擬合曲線參數(shù)并計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)；
[0012]步驟四:存儲(chǔ)參數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0013]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟三的具體方法為:
[0014]步驟301:建立補(bǔ)償端口的反射測(cè)量，不接被測(cè)件；
[0015]步驟302:讀取當(dāng)前反射測(cè)量的回波損耗測(cè)量值作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；[0016]步驟303:判斷是否采用直線擬合計(jì)算方法，是則采用直線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)，否則采用曲線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0017]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟303中，所述直線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合出一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的曲線，利用最小二乘法擬合算法得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)擬合直線的斜率a和截距b ;補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率fm計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的損耗值fm*a+b，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
[0018]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟303中，所述曲線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的趨勢(shì)為a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定；補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率fm計(jì)算出當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)的損耗值a*fmn，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
[0019]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定，設(shè)選取的兩個(gè)校準(zhǔn)頻率是Π和f2 (fl〈f2)，兩個(gè)校準(zhǔn)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的損耗值的絕對(duì)值是LI和L2，則a選取LI的值，η則滿足(f l/f2)n等于(LI/L2)。
[0020]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是校準(zhǔn)頻段的1/4和3/4處。
[0021 ] 所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是指定的校準(zhǔn)曲線的平滑處。
[0022]采用上述方案，利用曲線擬合方式實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)補(bǔ)償算法，無(wú)需用戶干預(yù)既可去除測(cè)量參考面變化引入的誤差，得到的補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快，提高用戶測(cè)量效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的方法一實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]理想的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口校準(zhǔn)之后的反射測(cè)量的回波損耗曲線表現(xiàn)為一條OdB處的曲線；此時(shí)的測(cè)量參考面在校準(zhǔn)件連接處，當(dāng)參考面因?yàn)樵黾?、移除端口連接電纜或增減被測(cè)件轉(zhuǎn)接器等而改變時(shí)，反射測(cè)量曲線表現(xiàn)為不在OdB附近的一條曲線，表明測(cè)量通路上的延遲和損耗發(fā)生了變化。當(dāng)增減部件是阻抗恒定的同軸或波導(dǎo)特性時(shí)，信號(hào)的傳輸表現(xiàn)為趨膚效應(yīng)，此時(shí)延時(shí)和損耗的變化只與頻率相關(guān)且相位為線性。此時(shí)調(diào)用測(cè)量面變化自動(dòng)補(bǔ)償擬合算法計(jì)算得出補(bǔ)償公式，存儲(chǔ)后留待測(cè)量時(shí)修正。
[0027]改變網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面后的回波損耗曲線表現(xiàn)為一條斜線或校準(zhǔn)頻率的η次方的曲線，η值一般在I左右，表明曲線變化不是很劇烈。測(cè)量面變化后自動(dòng)擬合補(bǔ)償算法思路如下:不接被測(cè)件既測(cè)試端口空氣開路時(shí)可獲得一組回波損耗數(shù)據(jù)，以這組數(shù)據(jù)作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，利用這組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以擬合出一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的曲線，補(bǔ)償時(shí)按照測(cè)量頻率根據(jù)擬合曲線公式計(jì)算出補(bǔ)償值，測(cè)量值減去補(bǔ)償值既可將測(cè)量曲線補(bǔ)償?shù)叫?zhǔn)狀態(tài)(OdB附近)。擬合曲線可以選擇直線擬合和曲線擬合，直線擬合時(shí)可以利用最小二乘法等曲線擬合算法，擬合一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的直線，直線的斜率為a、截距為b ;補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)頻率fm計(jì)算出當(dāng)前損耗值fm*a+b，測(cè)量值減去損耗值后測(cè)量曲線則位于OdB附近(理想校準(zhǔn)狀態(tài))。如果按照曲線擬合法，則認(rèn)為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)為一條以校準(zhǔn)頻率f為變量趨勢(shì)為a*fn的曲線；補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)頻率fm計(jì)算出損耗補(bǔ)償值a*fmn，測(cè)量值減去損耗值后測(cè)量曲線則位于OdB附近。校準(zhǔn)擬合曲線的參數(shù)a和η可以通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定，設(shè)任意兩點(diǎn)頻率為Π和f2(fl〈f2)，對(duì)應(yīng)的損耗值的絕對(duì)值為L(zhǎng)I和L2，a—般選取等于Ll，n則滿足^1/^2)11等于(L1/L2)。兩個(gè)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的取值最好位于校準(zhǔn)頻段有代表性的1/4和3/4處，也可以是指定的校準(zhǔn)曲線上的平滑處。
[0028]在上述基礎(chǔ)上，還提供一實(shí)施例，如圖1所示，步驟SOl:校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀或調(diào)用校準(zhǔn)狀態(tài)；步驟S102:改變測(cè)量面，發(fā)送自動(dòng)補(bǔ)償命令；步驟S103:利用直線或曲線擬合算法獲得擬合曲線參數(shù)；S104:根據(jù)擬合曲線參數(shù)計(jì)算當(dāng)前測(cè)量的損耗補(bǔ)償值用于修正測(cè)量值。
[0029]實(shí)施例2[0030]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法，其中，包括以下步驟:
[0031]步驟一:校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀或調(diào)用校準(zhǔn)狀態(tài)；
[0032]步驟二:改變測(cè)量面，發(fā)送測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償命令；
[0033]步驟三:調(diào)用測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償擬合算法，獲得擬合曲線參數(shù)并計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)；
[0034]步驟四:存儲(chǔ)參數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0035]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟三的具體方法為:
[0036]步驟301:建立補(bǔ)償端口的反射測(cè)量，不接被測(cè)件；
[0037]步驟302:讀取當(dāng)前反射測(cè)量的回波損耗測(cè)量值作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
[0038]步驟303:判斷是否采用直線擬合計(jì)算方法，是則采用直線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)，否則采用曲線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0039]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟303中，所述直線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合出一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的曲線，利用最小二乘法擬合算法得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)擬合直線的斜率a和截距b ;補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率fm計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的損耗值fm*a+b，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
[0040]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述步驟303中，所述曲線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的趨勢(shì)為a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定；補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率fm計(jì)算出當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)的損耗值a*fmn，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
[0041]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，所述a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定，設(shè)選取的兩個(gè)校準(zhǔn)頻率是Π和f2 (fl〈f2)，兩個(gè)校準(zhǔn)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的損耗值的絕對(duì)值是LI和L2，則a選取LI的值，η則滿足(f l/f2)n等于(LI/L2)。
[0042]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是校準(zhǔn)頻段的1/4和3/4處。
[0043]所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其中，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是指定的校準(zhǔn)曲線的平滑處。
[0044]其它擬合方法包括利用各種數(shù)學(xué)擬合公式將校準(zhǔn)曲線修正到OdB附近。如曲線擬合時(shí)利用型如(f/fl)1/2+b (f是頻率變量，fl為曲線上某一指定點(diǎn)的頻率，b為曲線偏移值)格式的公式來(lái)補(bǔ)償端面變化；型如a*fn+b格式的公式來(lái)補(bǔ)償端面的變化。
[0045]采用上述方案，利用曲線擬合方式實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)補(bǔ)償算法，無(wú)需用戶干預(yù)既可去除測(cè)量參考面變化引入的誤差，得到的補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快，提高用戶測(cè)量效率。
[0046]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于， 包括以下步驟: 步驟一:校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分析儀或調(diào)用校準(zhǔn)狀態(tài)； 步驟二:改變測(cè)量面，發(fā)送測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償命令； 步驟三:調(diào)用測(cè)量面自動(dòng)補(bǔ)償擬合算法，獲得擬合曲線參數(shù)并計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)； 步驟四:存儲(chǔ)參數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，所述 步驟三的具體方法為: 步驟301:建立補(bǔ)償端口的反射測(cè)量，不接被測(cè)件； 步驟302:讀取當(dāng)前反射測(cè)量的回波損耗測(cè)量值作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 步驟303:判斷是否采用直線擬合計(jì)算方法，是則采用直線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)，否則采用曲線擬合計(jì)算方法，計(jì)算擬合曲線系數(shù)及補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，所述步驟303中，所述直線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合出一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的曲線，利用最小二乘法擬合算法得到校準(zhǔn)數(shù)據(jù)擬合直線的斜率a和截距b ;補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率fm計(jì)算出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的損耗值fm*a+b，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
4.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，所述步驟303中，所述曲線擬合計(jì)算方法為:以讀取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立擬合一條以校準(zhǔn)頻率f為變量的趨勢(shì)為a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定；補(bǔ)償時(shí)根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的每點(diǎn)頻率4計(jì)算出當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)的損耗值a*fmn，測(cè)量值減去損耗值即對(duì)測(cè)量進(jìn)行了修正。
5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，所述a*fn的曲線，其中a和η通過(guò)校準(zhǔn)曲線上任意兩點(diǎn)的頻率值和損耗值來(lái)確定，設(shè)選取的兩個(gè)校準(zhǔn)頻率是Π和f2(fl〈f2)，兩個(gè)校準(zhǔn)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的損耗值的絕對(duì)值是LI和L2，則a選取LI的值，η則滿足(fl/f2)n 等于(L1/L2)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是校準(zhǔn)頻段的1/4和3/4處。
7.如權(quán)利要求4或5所述的測(cè)量面變化誤差的方法，其特征在于，計(jì)算a和η時(shí)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)的典型取值是指定的校準(zhǔn)曲線的平滑處。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK103543425SQ201310512906
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】劉丹, 李樹彪, 郭永瑞, 李明太, 趙立軍 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所