一种基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波测试技术领域，特别涉及一种微波自动测试系统校准方法。
【背景技术】
[0002] 随着微波技术、微电子技术、信息技术的快速发展，推动待测试对象自身的功能更 加丰富、技术组成与集成融合更加复杂和深入，由此给测试技术或相关产品提出更新、更高 的技术要求。
[0003] 基于传统单台仪器设备的测试内容与模式框架已在很多情况下不能适应新的测 试需求，正在向融合综合化、信息化、自动化于一体的自动综合测控与信息交互模式转变， 同时也需要创新提出或形成与之相适应的测试校准方法与技术。
[0004] 目前对于微波自动测试系统的校准一般采用原位在线式的测试校准方式，即在微 波自动测试系统进行测试前，将功率计分别连接至与被测试对象相连的各个测试端面处， 通过与信号源的协同校准测试，将微波自动测试系统在测试过程中所自动构建的各个测试 通道的插入损耗（系统误差）提取出来，提供测试后续的误差修正与数据处理，以提高测试 准确度；或将矢量网络分析仪的测试校准面从仪器自身测试端口扩展至与被测试对象相连 的各个测试端面处，将微波自动测试系统在测试过程中所构建的各个测试通道的系统误差 通过在测试校准面进行矢量网络分析仪的校准测试进行修正与处理，以提高测试准确度。
[0005] 现有技术中采用信号源、功率计协同校准修正测试通道插入损耗（系统误差）的 方式有如下缺点：
[0006] (1)、在实际测试应用中，往往由于自动综合测试的通道复杂与非常规的要求，存 在功率计无法连接至与被测试对象相连的各个测试端面处的情况，此时该方式无法适用；
[0007] (2)、功率计自身的端口失配会给插入损耗（系统误差）的修正引入误差从而降低 最终测试准确度；
[0008] (3)、功率计需要分别连接至与被测试对象相连的各个测试端面处，校准测试过程 耗时长、效率较低；
[0009] (4)、如果测试通道的组成单元发生变化，相应测试通道的插入损耗（系统误差） 需要重新进行校准与修正，影响系统的使用效能；
[0010] 现有技术中采用矢量网络分析仪以测试校准面扩展方式校准修正测试通道系统 误差的方式有如下缺点：
[0011] (1)、在实际测试应用中，往往由于自动综合测试的通道复杂与非常规的要求，矢 量网络分析仪的仪器测试端口与测试校准面（扩展）之间的通路长（插入损耗大）、失配环 节多、通道组合状态多，超出矢量网络分析仪校准所需技术状态的要求范围，在测试校准面 的校准精度较差甚至导致校准失效，无法满足测试准确度的要求；
[0012] (2)、矢量网络分析仪的校准测试需要在每个测试校准面进行，整个测试系统多通 道测试校准面的校准测试过程耗时长、效率较低；
[0013] (3)、如果测试通道的组成单元发生变化，相应测试通道的系统误差需要重新进行 校准与修正，影响系统的使用效能；
[0014] (4)在实际测试应用中，往往还会存在无法使用矢量网络分析仪对测试通道系统 误差进行校准修正的情况，这时使用目前校准方式无法满足测试应用要求。
[0015] 在微波自动测试系统的实际应用中，提出一种适用于自动测试系统的测试校准方 法，有效解决自动测试过程中由于测试通道复杂以及非常规要求等原因，导致仪器自身校 准测试性能受限所造成测试准确度下降或测试失效，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0016] 本发明提出一种基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，有效解决自动 测试过程中由于测试通道复杂以及非常规要求等原因，导致通用测试仪器自身校准测试性 能受限所造成测试准确度下降甚至测试失效的问题。
[0017] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0018] 一种基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，基于可视化图形界面向导 式人机交互操控模式，包括以下步骤：
[0019] 步骤（1):根据微波自动测试系统的具体测试应用状态，确定校准和测试所包含 的全部测试通道及其各基本组成单元，并以此进行相应多维条件映射散射参数的校准数据 配置；
[0020] 步骤（2):根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，控制系统配置各测 试仪器设备进行自校准；
[0021] 步骤（3):根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，对于已有多维条件 映射散射参数校准数据的各基本组成单元进行校准数据的调用与配置；
[0022] 步骤（4):根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，对没有多维条件映 射散射参数的校准数据的系统各测试通道基本组成单元，提示执行多维条件映射的散射参 数测试校准及校准数据的提取与存储，直至测试应用所包含的全部测试通道及其各基本组 成单元的校准数据配置全部完成；
[0023] 步骤（5):根据微波自动测试系统的具体测试应用要求，当校准数据配置全部完 成时，进行微波自动测试系统的测试应用，并根据校准数据实时进行误差修正，以获得测试 准确度较高的测试结果。
[0024] 可选地，所述步骤（1)中，系统各测试通道基本组成单元包含实现程控的系统配 置各测试仪器设备以及各测试通道中的微波部件，并通过可视化图形界面向导对各基本组 成单元进行链接程控以及校准数据文件的对应配置。
[0025] 可选地，所述步骤（3)中，通过可视化图形界面向导提示将多维条件映射散射参 数的校准数据与系统各测试通道基本组成单元实现对应链接和调用配置。
[0026] 可选地，所述步骤（4)中，通过可视化图形界面向导提示控制矢量网络分析仪在 多维条件状态下对系统各测试通道基本组成单元进行散射参数的校准测试，提取多维条件 映射散射参数的校准数据并以"基本组成单元+多维条件+散射参数"的形式进行文件命 名、存储和管理。
[0027] 可选地，所述步骤（5)中，根据测试应用所构建的各测试通道及其各基本组成单 元多维条件映射散射参数的校准数据，按照多维矩阵级联算法，将测试通道的系统误差在 测试结果中加以去除，以得到测试准确度更高的结果。
[0028]可选地，由各测试通道的基本组成单元多维条件映射散射参数的校准数据实现系 统误差修正的多维矩阵级联算法如下：
【主权项】
1. 一种基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在于，基于可视化图 形界面向导式人机交互操控模式，包括W下步骤： 步骤（1);根据微波自动测试系统的具体测试应用状态，确定校准和测试所包含的全 部测试通道及其各基本组成单元，并W此进行相应多维条件映射散射参数的校准数据配 置； 步骤（2);根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，控制系统配置各测试仪 器设备进行自校准； 步骤（3);根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，对于已有多维条件映射 散射参数校准数据的各基本组成单元进行校准数据的调用与配置； 步骤（4);根据微波自动测试系统的具体测试应用配置信息，对没有多维条件映射散 射参数的校准数据的系统各测试通道基本组成单元，提示执行多维条件映射的散射参数测 试校准及校准数据的提取与存储，直至测试应用所包含的全部测试通道及其各基本组成单 元的校准数据配置全部完成； 步骤巧）；根据微波自动测试系统的具体测试应用要求，当校准数据配置全部完成时， 进行微波自动测试系统的测试应用，并根据校准数据实时进行误差修正，W获得测试准确 度较高的测试结果。
2. 如权利要求1所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，所述步骤（1)中，系统各测试通道基本组成单元包含实现程控的系统配置各测试仪器 设备W及各测试通道中的微波部件，并通过可视化图形界面向导对各基本组成单元进行链 接程控W及校准数据文件的对应配置。
3. 如权利要求1所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，所述步骤（3)中，通过可视化图形界面向导提示将多维条件映射散射参数的校准数据 与系统各测试通道基本组成单元实现对应链接和调用配置。
4. 如权利要求1所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，所述步骤（4)中，通过可视化图形界面向导提示控制矢量网络分析仪在多维条件状态 下对系统各测试通道基本组成单元进行散射参数的校准测试，提取多维条件映射散射参数 的校准数据并基本组成单元+多维条件+散射参数"的形式进行文件命名、存储和管理。
5. 如权利要求1所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，所述步骤巧）中，根据测试应用所构建的各测试通道及其各基本组成单元多维条件映 射散射参数的校准数据，按照多维矩阵级联算法，将测试通道的系统误差在测试结果中加 W去除，W得到测试准确度更高的结果。
6. 如权利要求5所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，由各测试通道的基本组成单元多维条件映射散射参数的校准数据实现系统误差修正的 多维矩阵级联算法如下：
其中，n(n> 2)表示多维级联矩阵最后一级的序数，N(N> 2)表示多维级联矩阵的级 联级数，多维条件为功率、频率、环境条件。
7. 如权利要求6所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，由多维矩阵级联算法得到的等效微波网络散射参数中的传输参量，将微波自动测试系 统在测试过程中所自动构建的各个测试通道的插入损耗提取并进行测试误差修正。
8. 如权利要求6所述的基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，其特征在 于，由多维矩阵级联算法得到的等效微波网络散射参数中的反射/传输参量，将微波自动 测试系统在测试过程中在被测试对象的激励和响应端的各个测试通道的参数特性提取出 来，结合测试所得到的散射参数结果再次进行级联运算，实现对测试结果的误差修正。
【专利摘要】本发明提出了一种基于散射参数级联的微波自动测试系统校准方法，包括以下步骤：根据具体测试应用状态，确定校准和测试所包含的全部测试通道及其各基本组成单元，并以此进行相应多维条件映射散射参数的校准数据配置；根据具体测试应用配置信息，控制系统配置各测试仪器设备进行自校准；根据具体测试应用要求，当校准数据配置全部完成时，进行微波自动测试系统的测试应用，并根据校准数据实时进行误差修正，以获得测试准确度较高的测试结果。本发明有效解决自动测试过程中由于测试通道复杂以及非常规要求等原因，导致通用测试仪器自身校准测试性能受限所造成测试准确度下降甚至测试失效的问题。
【IPC分类】G01R35-00
【公开号】CN104849687
【申请号】CN201510210149
【发明人】郭敏, 赵秀才, 王尊峰, 关彬
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月23日