一种矢量网络分析仪的时域补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信号分析技术领域，尤其涉及一种矢量网络分析仪的时域补偿方法。
【背景技术】
[0002] 矢量网络分析仪是微波工程中用于测量微波电路网络散射参数的电子测量仪器， 而散射参数是微波工程中最常用的描述微波电路网络性能的参数指标。在微波电路中，一 个电路系统往往是由多个微波网络级联而成，相互级联的网络之间相互耦合、相互影响，利 用矢量网络分析仪只能测量微波电路系统整体的散射参数，而无法测量其中部分网络的散 射参数。工作中，经常需要了解被测电路中部分网络的散射参数，但是这些散射参数一般会 受到电路中其他部分的影响。为了消除各种级联的误差网络对测试结果造成的影响，人们 提出了许多方法和理论，其一般过程是：首先，构造误差网络的模型；然后测量并计算得到 误差网络模型中的各项参数；最后，在测量的结果中消除误差网络的影响，得到所需要网络 的参数。
[0003] 但是在实际应用中，不易构造一个未知误差网络的网络模型并确定模型中的各个 参数；工程应用中该类方法一般采用经验模型，但经验模型很难达到较高的精度；这类方 法不够直观，过程复杂，对操作人员要求较高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种矢量网络分析仪的时域补偿方法，旨在解决现有矢量 网络分析仪存在的不易构造一个未知网络的网络模型并确定模型中的各个参数，经验模型 的精度较低，不够直观，过程复杂，对操作人员要求较高的问题。
[0005] 本发明是这样实现的，一种矢量网络分析仪的时域补偿方法，所述矢量网络分析 仪的时域补偿方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一，利用傅里叶逆变换，将频域测得的散射参数变换到时域，得到时域冲击响 应，反射参数对应时域反射响应，传输参数对应时域传输响应；
[0007] 步骤二，由于被测电路中的各个不连续点的物理位置是不同的，各个不连续点造 成的时域发射响应和传输响应中的脉冲会分布在时间轴上的不同位置，根据反射响应和传 输响应中前两个脉冲在时间轴上的位置，分别构造四个时域选通函数；
[0008] 步骤三，利用步骤二中选通函数，对步骤一中时域的反射响应和传输响应进行选 通，分别提取出反射响应和传输响应中的前两个脉冲；
[0009] 步骤四，将时域选通后的时域脉冲分别通过傅里叶变换，得到频域选通数据；
[0010] 步骤五，频域选通数据中包含了一些被测电路的信息，利用得到的信息，根据公式 构造补偿因子F rf⑴；
[0011] 步骤六，利用遮蔽补偿公式，得到没有遮蔽误差的反射参数Fsll(i)和传输参数 F S21 ⑴。
[0012] 进一步，步骤五，利用下面的公式，构造补偿因子Fef(i):
[0015] (i=l，2...)
[0016] G"i)~G4(i)是在上步中得到的频域选通数据；
[0017] R(i)是比率因子；
[0018] Fcf(i)补偿因子。
[0019] 进一步，步骤六，利用下面的遮蔽补偿公式，得到没有遮蔽误差的反射参数Fsll(i) 和传输参数FS21(i):
[0022] (i=l，2...)。
[0023] 进一步，在步骤一之前需要进行以下步骤：
[0024] 首先根据需要设置矢量网络分析仪的测量参数，得到被测网络整体的散射参数， 包括反射参数和传输参数；
[0025] 其次对散射参数进行预处理，对数据序列进行补零，进行快速傅里叶变换；根据傅 里叶逆变换后时域脉冲的分布情况和分辨率的要求，选择不同的窗函数对傅里叶变换前的 数据进行处理。
[0026] 进一步，在步骤六之后需要消除数据预处理，舍弃添加零点位置处的数据，得到 的反射参数和传输参数除以窗函数，消除加窗产生的影响，得到最终的补偿后的反射参数 FS11-c(i)和传输参数FS21-c(i):
[0029] (i=l，2...)
[0030] W(i)数据预处理中的窗函数。
[0031] 本发明提供的矢量网络分析仪的时域补偿方法，通过对数据加窗，可以减小快速 傅里叶变换后的截断效应；通过补零，可以进行快速傅里叶变换，加快了数据的运算速度； 预处理的目的是加快傅里叶逆变换和消除傅里叶逆变换后的振铃现象。为了加快傅里叶逆 变换的速度，可以对数据序列进行补零，从而可以进行快速傅里叶变换；为了消除傅里叶变 换后的振铃现象，根据傅里叶逆变换后时域脉冲的分布情况和分辨率的要求，可以选择不 同的窗函数对傅里叶变换前的数据进行处理。本发明可以测量相互级联的微波电路中各部 分网络的时域测量参数，通过对各个网络的时域参数分别进行选通操作，可以实现对被测 微波电路中局部网络的散射参数的测量，并且消除电路中其他部分带来的误差。相比于传 统方法，本发明的方法简单直观，降低操作人员的工作难度，而且具有更好的补偿结果。
【附图说明】
[0032] 图1是本发明实施例提供的矢量网络分析仪的时域补偿方法流程图；
[0033] 图2是本发明实施例提供的被测电路连接示意图；
[0034] 图3是本发明实施例提供的作为参照实验的没有C2的参照电路示意图；
[0035] 图4是本发明实施例提供的被测电路的反射参数处理结果比较示意图；
[0036] 图5是本发明实施例提供的被测电路的传输参数处理结果比较示意图；
[0037] 图6是本发明实施例提供的被测电路的S11参数处理结果比较示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0039] 由于相互级联的网络在物理位置上一般有先后顺序，通过将矢量网络分析仪的频 域测量结果转换到时域，可以观察到各个级联网络的时域测量结果在时间轴上是分离的， 本发明利用这一特性，通过本发明的补偿算法，提出一种补偿微波电路中部分网络误差的 算法。
[0040] 下面结合附图1对本发明的补偿过程做详细的说明：
[0041] 本发明实施例的矢量网络分析仪的时域补偿方法包括以下步骤：
[0042] 步骤一，利用傅里叶逆变换，将频域测得的散射参数变换到时域，得到时域冲击响 应，反射参数对应时域反射响应，传输参数对应时域传输响应；
[0043] 步骤二，由于被测电路中的各个不连续点的物理位置是不同的，各个不连续点造 成的时域发射响应和传输响应中的脉冲会分布在时间轴上的不同位置，根据反射响应和传 输响应中前两个脉冲在时间轴上的位置，分别构造四个时域选通函数；
[0044] 步骤三，利用步骤二中选通函数，对步骤一中时域的反射响应和传输响应进行选 通，分别提取出反射响应和传输响应中的前两个脉冲；
[0045] 步骤四，将时域