微波平面電路時域和頻域測試技術(shù)研究.pdf

1、由于微波平面電路越來越廣泛地應(yīng)用于微波電路與高速數(shù)字電路的設(shè)計中，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，需要同時獲取電路的時域特性和頻域特性。本文針對微波平面電路時域測試和頻域測試過程中遇到的主要問題進行了研究。
　　微波平面電路特性可以從時域和頻域同時對電路進行測量或者使用數(shù)學方法根據(jù)其中一個域的測量數(shù)據(jù)變換得到。本文首先分析了時域測試數(shù)據(jù)與頻域測試數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并選擇Chirp-

2、Z變換及其反變換將時域測試數(shù)據(jù)變換到頻域或者將頻域測試數(shù)據(jù)變換到時域。測試數(shù)據(jù)的時域-頻域變換保證了在僅存在時域測試數(shù)據(jù)或僅存在頻域測試數(shù)據(jù)的前提下同時獲取被測微波平面電路時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)，本文詳細討論窗函數(shù)在數(shù)據(jù)變換過程中所起的作用以及窗函數(shù)對變換結(jié)果所帶來的影響。
　　在時域測試分析中，本文首先介紹了時域反射計對微波平面電路測量的基本原理。本文著重分析了在對非均勻微波平面電路測試過程中存在

3、的多重反射問題，并提出了一種多重反射遞歸計算算法。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)出了電路的真實阻抗。為了驗證多重反射計算算法和非均勻平面?zhèn)鬏斁€的阻抗重構(gòu)算法，設(shè)計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)進行了測試。傳輸線單位階躍響應(yīng)通過Chirp-Z反變換得到。被測傳輸線阻抗重構(gòu)結(jié)果證明了本文算法的有效性。
　　在頻域測試分析中，本文針對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對微波平面電路測

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