最近看到市面上有可攜式的單埠駐波測試儀,小巧方便,易於使用。心想這裡面都有啥高科技呢?自己能不能做一個?翻看了相關資料以後覺得理論上是完全可行的!這篇文章先介紹下原理。
單埠矢網的測量模型如下:
抽象的模型如下:
這裡面有4個未知數,前人經過嚴謹的論證,發現模型可以進一步簡化為三個未知參數:
簡化以後的模型裡三個未知數的含義:
Ed – 定向耦合器方向性誤差;
Es – 信號源適配誤差;
Er – 反射跟蹤誤差。
根據信號與系統裡面的分析信號流圖的Mason法則,得到下面關係式:
其中:
S11A - DUT的實際S11。
S11M - 系統測試得到的S11。
上面公式的意思是說:耦合器後面跟的接收機測到了一個S11M,再經過公式的變換將測量面移動到了DUT跟前,從而得到了DUT的實際的S11(即S11A).
這樣的單埠矢網怎麼使用呢?
校準的目的是求解三個未知數Ed, Es和Er。很容易想到:給定三個已知S11的DUT(也叫校準件),拿網分去測量,然後建立三個方程統一求解,即可得到三個未知數。理論上來講,三個DUT的S11參數只要不完全相同即可。實際當中一般拿Open,Short和Load三種DUT去做校準件。當然,你也可以拿任意的三種DUT,只要知道S11參數就都可以用作校準件。
待討論的問題:這三種校準件在Smith圖上是不是間距越大,校準的精度就越高?暫時不得而知。歡迎同學們留言探討。
校準以後就可以進行測量了,此時Ed, Es, Er都成了已知數,帶入下面公式即可將測量值S11M變換成實際值S11A。