微帶線饋電天線的測(cè)量夾具開發(fā)及校準(zhǔn).pdf

1、微波與天線測(cè)量是電磁場(chǎng)與微波技術(shù)的重要組成部分,是解決微波和天線問題的重要途徑,特別是某些理論上難以進(jìn)行定量分析的課題,更依賴于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行分析和研究。隨著微波技術(shù)與半導(dǎo)體器件及集成電路技術(shù)結(jié)合越來越密切,產(chǎn)生了很多微帶接口形式的新型微帶微波器件和微帶饋電的天線的。微帶饋電天線,因饋電與貼片共面、制作簡便,是微帶天線和微帶天線陣最主要的饋電方式。但與測(cè)量儀器,如普遍應(yīng)用的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀標(biāo)配同軸線不相匹配,需要自行研發(fā)測(cè)試央具解決這

2、些待測(cè)件的精確測(cè)量問題。為此目的的微帶到同軸之間直接過渡結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)同軸內(nèi)導(dǎo)體在微帶導(dǎo)帶內(nèi)的延伸長度減小結(jié)構(gòu)不同引起的不連續(xù)性和色散,需反復(fù)繁雜的機(jī)械加工,不易保證精度。論文在對(duì)測(cè)試夾具中電磁波的傳播模式和場(chǎng)分布分析的基礎(chǔ)上,利用接地共面波導(dǎo)能有效抑制奇模傳輸,傳輸準(zhǔn)TEM波,色散較小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),作為微帶和同軸的過渡,在更大程度上降低了轉(zhuǎn)換引起的不連續(xù)性和插入損耗。仿真結(jié)果表明,微帶-共面波導(dǎo)-同軸線結(jié)構(gòu)的夾具在0～20GHz頻段內(nèi)S

3、11、S22均在-10dB以下,具有較好的傳輸特性,隔離度S12在0～24GHz頻段內(nèi)均在-20dB以下,駐波比在1～12GHz頻段內(nèi)也保持在2以下,可作為1GHz～12GHz頻段內(nèi)所有微帶饋電器件的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試央具。進(jìn)一步地,對(duì)于微波測(cè)量中儀器與夾具精度校準(zhǔn)問題,是任一測(cè)量必須做的。為檢驗(yàn)微帶-共面波導(dǎo)-同軸測(cè)試央具的準(zhǔn)確程度,制作了一個(gè)2.45GHz的典型矩形微帶天線作為樣本件,對(duì)包括測(cè)試夾具在內(nèi)的整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了單端口校

4、準(zhǔn)和雙端口校準(zhǔn)。其中單端口校準(zhǔn)對(duì)方向性、源匹配和反射跟蹤進(jìn)行修正。校準(zhǔn)結(jié)果顯示矩形微帶天線校準(zhǔn)后的S11參數(shù)值,跟天線真實(shí)值很接近,比校準(zhǔn)前的測(cè)試結(jié)果要精確很多,表明單端口校準(zhǔn)在很大程度上提高了天線測(cè)試的精確度。雙端口校準(zhǔn)是利用兩個(gè)相同的夾具建立對(duì)稱網(wǎng)絡(luò),計(jì)算分析網(wǎng)絡(luò)參數(shù),得到待測(cè)器件散射參量。雙端口校準(zhǔn)又分為SOLT和TRL兩種,根據(jù)不同的校準(zhǔn)方案建立不同的網(wǎng)絡(luò)誤差模型,確定誤差方程,解析并得到DUT的真實(shí)S參數(shù)。微帶校準(zhǔn)件也是保證校