微波器件散射参数在线测量方法的研究

微波器件散射参数在线测量方法的研究【摘要】：微波测量技术已经成为微波技术迅速发展的先导,微波网络分析是其中一项重要的研究课题。在微波网络参量中,散射参数(即S参数)具有直观清晰的物理意义和易于测量等优点,因此,散射参数的测量一直是微波网络分析技术的基础。传统的散射参数测量只能测量独立的待测器件,对于集成在一起的各微波元件,就需要采用在线测量的方法确定它们的性能。本论文主要研究了用二端口矢量网络分析仪在线测量微波器件散射参数的问题,提出了具体解决方案,并给出理论和实验验证。该方案的突出特点是相对于非接触式测量较为简单,能够确定出未知电路中微波器件的散射参数。本文的研究内容概括起来,分为以下几个部分：1)介绍了和本文研究内容相关的微波网络理论,讨论了单端口、二端口和三端口网络的网络特性并对各散射参数进行了推导。对传统的散射参数测量方法进行了讨论,介绍了二端口矢量网络分析仪的结构、工作原理以及校准方法。2)提出微波器件散射参数在线测量的方法,给出了单端口器件以及二端口微波器件在线测量的具体步骤,并对测量值进行了理论推导。分别对探针已知和未知两种情况下的单端口和二端口器件散射参数在线测量方法做了分析。3)通过仿真对在线测量方法进行了理论评估。4)为验证微波器件在线测量的测试方法和校准方法的正确性,本文进行了大量的软件仿真和实验验证。测试结果表明,本文提出的测量方法和校准方法是正确可靠的。分析了测量结果,为进一步的改进工作提出了指导方向。【关键词】：微波网络散射参数矢量网络分析仪在线测量校准【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TN12【目录】：中文摘要9-10ABSTRACT10-12第一章绪论12-171.1课题的研究背景及意义12-151.1.1课题的研究背景12-131.1.2在线测量技术研究现状13-151.2面临挑战和发展趋势15-161.3论文研究内容和组织结构16-171.3.1论文研究内容161.3.2论文组织结构16-17第二章微波网络理论以及散射参数的测量方法17-272.1微波网络理论17-222.1.1二端口网络参数17-192.1.2二端口网络的级联19-202.1.3单端口网络202.1.4三端口网络的散射参数20-212.1.5三端口网络与单端口和二端口网络的连接21-222.2散射参数的测量22-262.2.1矢量网络分析仪的组成22-232.2.2矢量网络分析仪测量S参数的传统方法23-242.2.3矢量网络分析仪非接触式测量S参数24-252.2.4网络分析仪的误差分析和校准25-262.3本章小结26-27第三章散射参数在线测量方法的研究27-383.1散射系数在线测量系统27-283.2在线测量所用探针283.3探针已知情况下散射参数在线测量28-323.3.1探针已知情况下单端口反射系数在线测量28-303.3.2探针已知情况下二端口散射参数在线测量30-323.4探针未知情况下的在线测量32-373.4.1探针未知情况下单端口反射系数在线测量32-353.4.2探针未知情况下二端口器件散射参数在线测量35-373.5本章小结37-38第四章散射参数在线测量方法的理论验证38-454.1仿真模型组38-394.2计算结果与分析39-444.2.1单端口待测件计算结果与分析39-414.2.2二端口待测件计算结果与分析41-444.3本章小结44-45第五章散射参数在线测量方法的实测验证45-565.1待测件的加工制作工艺45-465.2测量前的校准46-505.2.1夹具特性的确定46-485.2.2DUT散射参数的确定48-505.3在线测量探针结构505.4待测器件的实验测量50-555.4.1单端口器件的测量结果50-525.4.2二端口器件的测量结果52-555.5本章小结55-56第六章总结与展望56-576.1完成的工作566.2未来的工作56-57参考文献57-62攻读学位期间取得的研究成果及参与研究项目62-63致谢63-64个人简况及联系方式64-66本论文购买请联系页眉网站。