【摘要】 为了测量微波电路的S参数，矢量网络分析仪(VNAs)是这项任务的测试仪器。

印刷电路板(PCB)技术已被广泛应用于微波电路的实现。其中，微带线和共面波导(CPW)是在印刷电路板上实现电路时通常选择的平面传输线。为了测量微波电路的S参数，矢量网络分析仪(VNAs)是这项任务的测试仪器。典型的矢量网络分析仪通过特性阻抗为50δ的同轴电缆连接到被测设备。这就产生了两个问题。

 

首先，为了将同轴电缆连接到印刷电路板电路，需要使用同轴到微带或同轴到CPW的适配器来转换两条不同的传输线。其次，测量结果不仅包括DUT的频率响应，还包括VNA内部误差、同轴电缆、所需适配器以及连接适配器和DUT的平面传输线的内部误差，这严重降低了VNA测量的精度。因此，必须对测量进行校准，以求出DUT的真实频率响应。

 

Li[1]等人提出了一种使用二端口矢量网络分析仪对对称互易三端口器件进行S参数测量的测量技术。该技术考虑了来自以非理想50负载终止的未测量端口的反射影响。这些反射信号会导致S参数测量的误差，特别是在反射太大而不能忽略的高频下。使用二端口网络分析仪的传统三端口测量中的误差被忽略了。

 

为了提高S参数的测量精度，对几种常见的对称互易型三端口器件给出了解析公式。通过将应用该技术前后的数据与四端口矢量网络分析仪的测量数据进行比较，证明了改进的合理性。此外，还进行了误差分析，以确保矢量网络分析仪引入的误差不会因所提出的方程而恶化。

 

图1. S领导下的三端口装置--端口1端接50-δ负载的参数测量。[1]

 

他们提出了一个更简单的公式，通过探索图1中结构的对称性，给出了唯一的解。S下的三端口器件-端口1终止于50-δ负载的参数测量。为了解决利用双端口VNAs测量对称互易三端口器件的S参数的上述问题。非理想50-δ负载、适配器和连接传输线的总体影响由为未测量端口定义的指定参考平面上的反射系数表示。这一反射系数是由实验表征的，并在推导三端口器件的真实S参数的表达式时被考虑在内，该表达式是根据从传统的双端口TRL校准中测得的S参数得到的。

 

由于三端口互易器件是常见的微波电路，因此本文考虑的是具有全对称和半对称特性的三端口互易器件。文中给出了应用双端口S参数测量的设计实例。通过将两种方法得到的数据与四端口VNAs的测量结果进行比较，可以验证所提出的方法对传统方法的改进。最后，必须进行误差分析，以确保在应用方程之前/之后，由VNA引入的噪声保持在相同的顺序，以验证建议的技术是否适用于与VNA相关的测量。

 

图2. THRUU标准的一端连接到非理想终端以测量其S11。[1]

 

他们提出了一种用二端口VNAs精确测量几种常见对称互易三端口器件S参数的经济解决方案。这种方法遵循了传统的双端口TRL技术测量三端口设备的相同程序，但考虑了来自具有非理想终端的未被测端口的信号反射。建立了方程以消除由这种反射引入的误差。通过将计算数据与使用四端口VNAs进行的三端口TRL测量的数据进行比较，证明了测量精度的提高。

 

此外，误差分析还表明，应用方程后，VNAs引入的误差保持在相同的顺序。这些特点使所提出的技术成为使用双端口VNA测量三端口设备的更好的解决方案。

 

[1] E. S. Li, J. C. Cheng and Y. C. Lin, "Measurement Technique for Symmetrical Reciprocal Three-Port Devices Using Two-Port Vector Network Analyzer," in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 62, 10, 2773-2783, Oct. 2013.

 

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