低成本高精度S参数测量系统的研究

【摘要】随着无线通信的广泛应用，对射频部件特别是各种天线的需求与日俱增，量产的射频部件参数一致性问题已经引起业界关注的问题。网络分析仪是测量射频参数的重要设备，但由于其价格昂贵，使得产品的生产成本增加。设计和开发低成本高精度S参数测量系统具有十分重要的现实意义。本文搭建了一套适用于生产线测量S参数的自动测量系统。该系统的设计包括硬件平台和软件平台两部分。其中硬件部分主要由美国mini-circuits公司的信号发生器、开关矩阵、功率计和专门设计的定向耦合器还有上位计算机组成，而软件部分包括上位机与信号发生器、开关矩阵和功率计的通信与控制以及后台数据处理。定向耦合器的设计、各设备的通信实现以及测量参数的校准技术是本文的重点。本文分五个部分，第一部分首先从理论上介绍了网络分析仪测量S参数的原理，讨论了选用其他仪器代替网络分析仪实现对S参数测量的可能性。第二部分在分析了双端口网络的插入损耗和回波损耗测试原理的基础上，重点讨论了系统架构设计，包括设备选型、系统连接和所需开展的工作介绍；第三部分重点讨论了所需定向耦合器的主要性能指标，提出了一种改进结构并用HFSS对定向耦合器进行仿真设计，制作了样品，测试结果表明该定向耦合器能满足本测试系统的要求；第四部分详细介绍了软件的设计过程，首先介绍了软件的界面和操作方法，及其所用到的主要函数，接着讨论了信号发生器、开关矩阵、功率计等设备的通信软件的设计，最后介绍了数据后期处理软件的设计；第五部分主要讨论了系统的实现，包括系统的调试与验证、误差分析和校准，结果表明：利用本测试系统可以方便地测量得到双端口网络的插入损耗和单口网络的回波损耗。本系统具有低成本、自动化、界面友好可扩展性好等特点，为生产线上微波部件性能的一致性测试提供了一条新的技术途径。
【作者】刘灯奎；
【导师】刘学观；
【作者基本信息】苏州大学，电子与通信工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】S参数；低成本；定向耦合器；自动测量系统；

【参考文献】
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