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矢量网络分析仪测量信号功率和相位校正技术研究

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 校准算法研究现状

1.3 本文主要研究内容及结构安排

第二章 矢量网络分析仪及混频器介绍

2.1 矢量网络分析仪基础

2.2 矢量网络分析仪功率及相位校准概述

2.3 混频器特性及测量难点

2.4 本章小结

第三章 矢量网络分析仪功率校准研究

3.1 矢量网络分析仪功率校准方法概述及误差模型

3.2 矢量网络分析仪系统误差的计算

3.3 矢量网络分析仪源功率校准研究

3.4 矢量网络分析仪接收机功率校准研究

3.5 本章小结

第四章 矢量网络分析仪相位校准研究

4.1 矢量网络分析仪相位校准的重要性

4.2 矢量网络分析仪相位校准模型及理论

4.3 相位校准

4.4 本章小结

第五章 混频器功率及相位校准算法实验验证

5.1 混频器功率及相位校准仿真实验

5.2 混频器功率校准实验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

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摘要

矢量网络分析仪通过测量器件在频率扫描下的功率和相位响应,从而精确表征器件特性。对于矢量网络分析仪,测量的精度很大程度上取决于误差校准过程的精度。由于混频器的非线性特性,用于线性器件的传统 S参数测量和矢量网络分析仪的校准方法都不适用。本文研究矢量网络分析仪功率校准及相位校准,通过该校准算法可以精确测量被测件的输入功率、输出功率、损耗和群延时。
  在本文的研究中详细分析矢量网络分析仪内部误差项,引出矢量网络分析仪功率校准及相位校准误差模型,以此误差模型实现功率校准及相位校准。论文主要内容分为以下几个部分:
  (1)本文简要介绍了矢量网络分析仪的结构、工作原理和系统误差,介绍了矢量网络分析仪功率及相位校准的重要性,以及混频器的特性和测量难点。
  (2)本文分析了矢量网络分析仪功率校准误差模型中每一个误差项的物理意义,并通过双端口校准计算部分误差项。功率校准过程分为源功率校准和接收机校准,通过校准可以实现被测件端口精确输入功率和输出功率测量。本文中详细推导源功率校准和接收机校准的理论公式,然后使用ads软件分别验证源功率校准和接收机校准的实现过程,最后以放大器的增益测量为例,验证校准的正确性。
  (3)本文详细介绍了矢量网络分析仪信号源输出信号相位连续变化的原理,以及矢量网络分析仪相参接收机和相位拼接原理。矢量网络分析仪在相参接收机和相位拼接的基础之上,就能够实现单接收机相位的测量。根据相位校准误差模型推导相位校准的理论公式,然后使用ads软件验证相位校准的实现过程。最后仿真功率校准及相位校准在混频器测量中的应用,并对仿真中出现的结果进行分析。

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