微波平面電路時(shí)域和頻域測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、由于微波平面電路越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于微波電路與高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，使得微波平面電路的工作頻率上限不斷增加，尺寸不斷減小。為了全面了解微波平面電路特性，需要同時(shí)獲取電路的時(shí)域特性和頻域特性。本文針對(duì)微波平面電路時(shí)域測(cè)試和頻域測(cè)試過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　微波平面電路特性可以從時(shí)域和頻域同時(shí)對(duì)電路進(jìn)行測(cè)量或者使用數(shù)學(xué)方法根據(jù)其中一個(gè)域的測(cè)量數(shù)據(jù)變換得到。本文首先分析了時(shí)域測(cè)試數(shù)據(jù)與頻域測(cè)試數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并選擇Chirp-

2、Z變換及其反變換將時(shí)域測(cè)試數(shù)據(jù)變換到頻域或者將頻域測(cè)試數(shù)據(jù)變換到時(shí)域。測(cè)試數(shù)據(jù)的時(shí)域-頻域變換保證了在僅存在時(shí)域測(cè)試數(shù)據(jù)或僅存在頻域測(cè)試數(shù)據(jù)的前提下同時(shí)獲取被測(cè)微波平面電路時(shí)域特性和頻域特性的可能性。為了得到比較平滑的特性數(shù)據(jù)，本文詳細(xì)討論窗函數(shù)在數(shù)據(jù)變換過(guò)程中所起的作用以及窗函數(shù)對(duì)變換結(jié)果所帶來(lái)的影響。
　　在時(shí)域測(cè)試分析中，本文首先介紹了時(shí)域反射計(jì)對(duì)微波平面電路測(cè)量的基本原理。本文著重分析了在對(duì)非均勻微波平面電路測(cè)試過(guò)程中存在

3、的多重反射問(wèn)題，并提出了一種多重反射遞歸計(jì)算算法。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)非均勻微波平面電路的單位階躍響應(yīng)重構(gòu)出了電路的真實(shí)阻抗。為了驗(yàn)證多重反射計(jì)算算法和非均勻平面?zhèn)鬏斁€的阻抗重構(gòu)算法，設(shè)計(jì)了三條非均勻微帶傳輸線，并且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在10MHz～20GHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行了測(cè)試。傳輸線單位階躍響應(yīng)通過(guò)Chirp-Z反變換得到。被測(cè)傳輸線阻抗重構(gòu)結(jié)果證明了本文算法的有效性。
　　在頻域測(cè)試分析中，本文針對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)微波平面電路測(cè)

4、試過(guò)程中由于夾具所引起的誤差問(wèn)題進(jìn)行了討論，并提出了雙端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試系統(tǒng)的10項(xiàng)誤差模型。根據(jù)TRL校準(zhǔn)算法的基本過(guò)程，推導(dǎo)出了測(cè)試系統(tǒng)誤差項(xiàng)的封閉解，這些封閉解都是基于S參數(shù)的。校準(zhǔn)件LINE的傳輸參數(shù)X和REFLECT的反射系數(shù)Γ也同時(shí)求得，其根的選擇問(wèn)題在本文中也進(jìn)行了詳細(xì)的討論。該算法分別應(yīng)用在帶有過(guò)孔的微帶電路和共面波導(dǎo)傳輸線測(cè)試中，被測(cè)電路去嵌入之后的結(jié)果與傳統(tǒng)TRL校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)。通過(guò)對(duì)校準(zhǔn)后的S11和S21的