本書是目前市面上少有的一本專門介紹矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)校準技術和不確定度評估方法的著作,尤其是針對波導測量場景進行了相關闡述。全書內容針對性強、給出的理論與實踐案例具有直接指導意義,特別是書中給出的大量參考文獻為感興趣的讀者進一步深入研究網(wǎng)絡分析儀準確、高效使用提供了良好的素材。
在過去的10年里,電磁頻譜中的毫米波及亞毫米波部分的工業(yè)和科學應用正在增加。一些應用案例包括雷達與遙感、氣象研究、無線通信、安全掃描儀乃至醫(yī)療診斷系統(tǒng)。這是由于該高頻電磁波具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、小型化的電路以及更高的空間分辨率。在這些頻段進行可靠、高質量及更安全的產(chǎn)品開發(fā)高度依賴于□□可靠的網(wǎng)絡特性分析的可獲得性。因此,除了進行測量,相應的不確定度評估也是非常重要的。
矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)廣泛用于準確精密的網(wǎng)絡分析。VNA是表征通信系統(tǒng)中有源和無源網(wǎng)絡的復雜而通用的儀器設備。通常采用散射參數(shù)(S參數(shù))來定義網(wǎng)絡特性。S參數(shù)是波參量的比值,可以提供待測件(DUT)的反射和傳輸特性信息。VNA測量中伴隨著不同的誤差源,主要分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差及漂移誤差。在VNA的校準過程中,對系統(tǒng)誤差進行了表征,然后可通過數(shù)學方法移除大多數(shù)系統(tǒng)誤差。有可能□小化其他誤差源,但是,它們會影響S參數(shù)測量并成為伴隨測量的多種不確定度源。因此,不確定度分析是用VNA進行測量時不可或缺的部分。
本書旨在描述VNA的測量及其不確定度評估,尤其針對波導測量環(huán)境,從而為準確可靠地表征通信網(wǎng)絡建立可追溯至□□單位制(SI)的測量可追溯性。所關心的頻率范圍從數(shù)兆赫茲到太赫茲頻段。討論了一種全解析的不確定度評估方法。所考慮的不確定度來源包括校準件的定義、VNA噪聲、可重復性及漂移。還描述了不同不確定度源之間的相互作用以及它們的線性傳播,以此來計算伴隨測量的□終不確定度。校準件的尺寸測量也是討論的部分內容。
葉鳴,西安交通大學電子與信息學部微電子學院副教授、博士生導師。長期從事射頻/微波/毫米波無源電路的設計、應用以及測量技術等相關研究。主持國家自然科學基金2項、重點實驗室開放課題1項、企事業(yè)單位委托課題1項,參與國家、省部級等項目多項。在國內外期刊及學術會議上發(fā)表學術論文50余篇、授權發(fā)明專利3項、軟件著作權1項。
□□章 概述
1.1 引言
1.2 VNA架構
1.3 VNA測量
1.3.1 測量誤差
1.3.2 校準件
1.3.3 誤差盒模型
1.3.4 校準技術
1.4 測量的不確定度
1.4.1 不確定度分量的類型
1.4.2.s參數(shù)不確定度的表示
參考文獻
第2章 波導測量的不確定度
2.1 引言
2.2 數(shù)學模型及測量不確定度評估
2.3 待測量和測量設備
2.4 尺寸測量
2.5 測量結果
2.6 不確定度預算
2.7 討論
2.8 結論
參考文獻
第3章 VNA校準對比
3.1 引言
3.2 校準技術
3.3 測量不確定度評價
3.4 待測量及測量設備
3.5 尺寸表征
3.6 測量結果
3.7 不確定度預算
3.8 討論
3.9 結論
參考文獻
第4章 VNA連接的可重復性研究
4.1 引言
4.2 數(shù)學公式
4.3 實驗裝置
4.4 測量結果
4.4.1 平板短路測量
4.4.2 偏置短路測量
4.4.3 準匹配負載測量
4.4.4 失配負載測量
4.5 討論
4.6 結論
參考文獻
第5章 VNA驗證件
5.1 引言
5.2 尺寸容差和法蘭錯位
5.3 電磁仿真
5.3.1 波導驗證件的電磁仿真
5.3.2 同軸驗證件的電磁仿真
5.4 不確定度評估
5.5 實驗裝置
5.6 結果與討論
5.6.1 波導驗證件
5.6.2 同軸驗證件
5.7 結論
參考文獻