一種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信號(hào)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是微波工程中用于測(cè)量微波電路網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)的電子測(cè)量?jī)x器， 而散射參數(shù)是微波工程中最常用的描述微波電路網(wǎng)絡(luò)性能的參數(shù)指標(biāo)。在微波電路中，一 個(gè)電路系統(tǒng)往往是由多個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)而成，相互級(jí)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間相互耦合、相互影響，利 用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀只能測(cè)量微波電路系統(tǒng)整體的散射參數(shù)，而無(wú)法測(cè)量其中部分網(wǎng)絡(luò)的散 射參數(shù)。工作中，經(jīng)常需要了解被測(cè)電路中部分網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)，但是這些散射參數(shù)一般會(huì) 受到電路中其他部分的影響。為了消除各種級(jí)聯(lián)的誤差網(wǎng)絡(luò)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成的影響，人們 提出了許多方法和理論，其一般過(guò)程是：首先，構(gòu)造誤差網(wǎng)絡(luò)的模型；然后測(cè)量并計(jì)算得到 誤差網(wǎng)絡(luò)模型中的各項(xiàng)參數(shù)；最后，在測(cè)量的結(jié)果中消除誤差網(wǎng)絡(luò)的影響，得到所需要網(wǎng)絡(luò) 的參數(shù)。
[0003] 但是在實(shí)際應(yīng)用中，不易構(gòu)造一個(gè)未知誤差網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型并確定模型中的各個(gè) 參數(shù)；工程應(yīng)用中該類方法一般采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，但?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃茈y達(dá)到較高的精度；這類方 法不夠直觀，過(guò)程復(fù)雜，對(duì)操作人員要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法，旨在解決現(xiàn)有矢量 網(wǎng)絡(luò)分析儀存在的不易構(gòu)造一個(gè)未知網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型并確定模型中的各個(gè)參數(shù)，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?的精度較低，不夠直觀，過(guò)程復(fù)雜，對(duì)操作人員要求較高的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析 儀的時(shí)域補(bǔ)償方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一，利用傅里葉逆變換，將頻域測(cè)得的散射參數(shù)變換到時(shí)域，得到時(shí)域沖擊響 應(yīng)，反射參數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)域反射響應(yīng)，傳輸參數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)域傳輸響應(yīng)；
[0007] 步驟二，由于被測(cè)電路中的各個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的物理位置是不同的，各個(gè)不連續(xù)點(diǎn)造 成的時(shí)域發(fā)射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)中的脈沖會(huì)分布在時(shí)間軸上的不同位置，根據(jù)反射響應(yīng)和傳 輸響應(yīng)中前兩個(gè)脈沖在時(shí)間軸上的位置，分別構(gòu)造四個(gè)時(shí)域選通函數(shù)；
[0008] 步驟三，利用步驟二中選通函數(shù)，對(duì)步驟一中時(shí)域的反射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)進(jìn)行選 通，分別提取出反射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)中的前兩個(gè)脈沖；
[0009] 步驟四，將時(shí)域選通后的時(shí)域脈沖分別通過(guò)傅里葉變換，得到頻域選通數(shù)據(jù)；
[0010] 步驟五，頻域選通數(shù)據(jù)中包含了一些被測(cè)電路的信息，利用得到的信息，根據(jù)公式 構(gòu)造補(bǔ)償因子F rf⑴；
[0011] 步驟六，利用遮蔽補(bǔ)償公式，得到?jīng)]有遮蔽誤差的反射參數(shù)Fsll(i)和傳輸參數(shù) F S21 ⑴。
[0012] 進(jìn)一步，步驟五，利用下面的公式，構(gòu)造補(bǔ)償因子Fef(i):
[0015] (i=l，2...)
[0016] G"i)~G4(i)是在上步中得到的頻域選通數(shù)據(jù)；
[0017] R(i)是比率因子；
[0018] Fcf(i)補(bǔ)償因子。
[0019] 進(jìn)一步，步驟六，利用下面的遮蔽補(bǔ)償公式，得到?jīng)]有遮蔽誤差的反射參數(shù)Fsll(i) 和傳輸參數(shù)FS21(i):
[0022] (i=l，2...)。
[0023] 進(jìn)一步，在步驟一之前需要進(jìn)行以下步驟：
[0024] 首先根據(jù)需要設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)量參數(shù)，得到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)整體的散射參數(shù)， 包括反射參數(shù)和傳輸參數(shù)；
[0025] 其次對(duì)散射參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行補(bǔ)零，進(jìn)行快速傅里葉變換；根據(jù)傅 里葉逆變換后時(shí)域脈沖的分布情況和分辨率的要求，選擇不同的窗函數(shù)對(duì)傅里葉變換前的 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0026] 進(jìn)一步，在步驟六之后需要消除數(shù)據(jù)預(yù)處理，舍棄添加零點(diǎn)位置處的數(shù)據(jù)，得到 的反射參數(shù)和傳輸參數(shù)除以窗函數(shù)，消除加窗產(chǎn)生的影響，得到最終的補(bǔ)償后的反射參數(shù) FS11-c(i)和傳輸參數(shù)FS21-c(i):
[0029] (i=l，2...)
[0030] W(i)數(shù)據(jù)預(yù)處理中的窗函數(shù)。
[0031] 本發(fā)明提供的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)加窗，可以減小快速 傅里葉變換后的截?cái)嘈?yīng)；通過(guò)補(bǔ)零，可以進(jìn)行快速傅里葉變換，加快了數(shù)據(jù)的運(yùn)算速度； 預(yù)處理的目的是加快傅里葉逆變換和消除傅里葉逆變換后的振鈴現(xiàn)象。為了加快傅里葉逆 變換的速度，可以對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行補(bǔ)零，從而可以進(jìn)行快速傅里葉變換；為了消除傅里葉變 換后的振鈴現(xiàn)象，根據(jù)傅里葉逆變換后時(shí)域脈沖的分布情況和分辨率的要求，可以選擇不 同的窗函數(shù)對(duì)傅里葉變換前的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明可以測(cè)量相互級(jí)聯(lián)的微波電路中各部 分網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域測(cè)量參數(shù)，通過(guò)對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域參數(shù)分別進(jìn)行選通操作，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè) 微波電路中局部網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)的測(cè)量，并且消除電路中其他部分帶來(lái)的誤差。相比于傳 統(tǒng)方法，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單直觀，降低操作人員的工作難度，而且具有更好的補(bǔ)償結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法流程圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的被測(cè)電路連接示意圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的作為參照實(shí)驗(yàn)的沒(méi)有C2的參照電路示意圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的被測(cè)電路的反射參數(shù)處理結(jié)果比較示意圖；
[0036] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的被測(cè)電路的傳輸參數(shù)處理結(jié)果比較示意圖；
[0037] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的被測(cè)電路的S11參數(shù)處理結(jié)果比較示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0039] 由于相互級(jí)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)在物理位置上一般有先后順序，通過(guò)將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻 域測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換到時(shí)域，可以觀察到各個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域測(cè)量結(jié)果在時(shí)間軸上是分離的， 本發(fā)明利用這一特性，通過(guò)本發(fā)明的補(bǔ)償算法，提出一種補(bǔ)償微波電路中部分網(wǎng)絡(luò)誤差的 算法。
[0040] 下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程做詳細(xì)的說(shuō)明：
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域補(bǔ)償方法包括以下步驟：
[0042] 步驟一，利用傅里葉逆變換，將頻域測(cè)得的散射參數(shù)變換到時(shí)域，得到時(shí)域沖擊響 應(yīng)，反射參數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)域反射響應(yīng)，傳輸參數(shù)對(duì)應(yīng)時(shí)域傳輸響應(yīng)；
[0043] 步驟二，由于被測(cè)電路中的各個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的物理位置是不同的，各個(gè)不連續(xù)點(diǎn)造 成的時(shí)域發(fā)射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)中的脈沖會(huì)分布在時(shí)間軸上的不同位置，根據(jù)反射響應(yīng)和傳 輸響應(yīng)中前兩個(gè)脈沖在時(shí)間軸上的位置，分別構(gòu)造四個(gè)時(shí)域選通函數(shù)；
[0044] 步驟三，利用步驟二中選通函數(shù)，對(duì)步驟一中時(shí)域的反射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)進(jìn)行選 通，分別提取出反射響應(yīng)和傳輸響應(yīng)中的前兩個(gè)脈沖；
[0045] 步驟四，將時(shí)域