專(zhuān)利名稱(chēng)：Rf校準(zhǔn)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及校準(zhǔn)技術(shù)的領(lǐng)域，并且涉及與RF測(cè)量裝置一起使用的校準(zhǔn)方 法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
校準(zhǔn)是任何測(cè)量技術(shù)中的一種重要處理校準(zhǔn)精度越高，則測(cè)量結(jié)果就越好，即， 測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于小測(cè)量變化的靈敏度越高。RF校準(zhǔn)過(guò)程旨在校正測(cè)量誤差，因而確保正確地記錄被測(cè)裝置(DUT)的響應(yīng)。根 據(jù)指定類(lèi)型的常規(guī)技術(shù)，經(jīng)常使用包括信號(hào)發(fā)送機(jī)/接收機(jī)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析器(VNA)；當(dāng)校 準(zhǔn)負(fù)載連接到VNA的適當(dāng)信號(hào)端口時(shí)，測(cè)量該校準(zhǔn)負(fù)載，每次將要進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)就執(zhí)行這種 連接。校準(zhǔn)裝置包括一組校準(zhǔn)負(fù)載或具有已知負(fù)載的端子。校準(zhǔn)包括(手動(dòng)地或自動(dòng)地) 在校準(zhǔn)負(fù)載之間切換，以針對(duì)這些負(fù)載中的每一個(gè)順序地測(cè)量VNA的響應(yīng)，并且通過(guò)這樣 來(lái)確定信號(hào)發(fā)送/接收面和DUT連接面之間的信號(hào)傳播受到這些平面之間的信號(hào)發(fā)送介質(zhì) 多大的影響。在完成校準(zhǔn)過(guò)程后，使用DUT來(lái)替換校準(zhǔn)裝置。美國(guó)專(zhuān)利5，434，511和美國(guó)專(zhuān)利6，914，436說(shuō)明了所指定類(lèi)型的校準(zhǔn)處理的一些示例。

發(fā)明內(nèi)容
在本領(lǐng)域中，需要促進(jìn)RF校準(zhǔn)處理，使得一方面能夠得到更高精度的校準(zhǔn)處理， 另一方面能夠消除或者至少顯著減少在校準(zhǔn)裝置和DUT (被測(cè)裝置)之間進(jìn)行替換的必要。 對(duì)于各種應(yīng)用(例如，不允許測(cè)量裝置的頻繁斷開(kāi)和/或不允許接入測(cè)量裝置的那些應(yīng)用) 來(lái)說(shuō)，后一個(gè)特點(diǎn)是非常重要的。本發(fā)明通過(guò)提供一種新穎的RF校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)解決了上述問(wèn)題，該RF校準(zhǔn)方法 和系統(tǒng)允許立即將信號(hào)發(fā)送/接收面?zhèn)鬏數(shù)綔y(cè)量裝置的輸入面(即，連接到測(cè)量裝置的平 面)，并且還能夠?qū)y(cè)量裝置的輸入面?zhèn)鬏數(shù)絺鞲衅鳒y(cè)量面或者傳感器支持電路測(cè)量面。通 過(guò)使用具有已知反射系數(shù)(即，負(fù)載或已知(經(jīng)預(yù)先測(cè)試的)負(fù)載的端子)的校準(zhǔn)裝置并 將這種校準(zhǔn)裝置與測(cè)量裝置集成起來(lái)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明可以與將要被校準(zhǔn)的測(cè)量單元陣列(即，包括超過(guò)一個(gè)測(cè)量單元(通常是 至少兩個(gè)這種測(cè)量單元))一起使用。就此而言，本發(fā)明還使得能夠考慮測(cè)量期間的測(cè)量單 元(探測(cè)陣列)之間的串?dāng)_的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)廣義方面，提供了一種測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置被配置為能夠經(jīng) 由至少一個(gè)RF端口連接而連接至分析器單元，該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)測(cè)量單元和至少 一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元，所述至少一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元連接至所述至少一個(gè)測(cè)量單元，并且 與所述至少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起，所述校準(zhǔn)和控制單元被配置為使得所述至少一個(gè)測(cè) 量單元中的每一個(gè)能夠經(jīng)由至少一個(gè)RF連接器而連接到所述分析器單元，所述校準(zhǔn)和控 制單元包括分別與具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載相關(guān)聯(lián)的多個(gè)端子，并且包括包含指示所述RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù) 的存儲(chǔ)器裝置，從而使得在所述至少一個(gè)測(cè)量單元保持與所述校準(zhǔn)和控制單元集成在一起 的同時(shí)能夠計(jì)算所述至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)的RF響應(yīng)。由于所述校準(zhǔn)和控制單元與所述測(cè)量單元集成在一起，因此可以在任何期望的時(shí) 間(例如，連續(xù)地或周期性地)執(zhí)行對(duì)所述測(cè)量單元的(所述RF響應(yīng)的)校準(zhǔn)處理。所述校準(zhǔn)單元包括控制器裝置和可控操作開(kāi)關(guān)，該可控操作開(kāi)關(guān)使得所述多個(gè)端 子和所述至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)都能夠選擇性地連接至所述分析器單元(所述分 析器單元的網(wǎng)絡(luò)分析器)。所述校準(zhǔn)和控制單元的所述控制器裝置可以連接至所述分析器 單元的控制器。所述測(cè)量裝置可以包括兩個(gè)或更多個(gè)測(cè)量單元，各個(gè)測(cè)量單元經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè) RF連接器而連接至所述校準(zhǔn)和控制(CPC)單元；并且所述測(cè)量裝置可以包括超過(guò)一個(gè)CPC 單元。在后一種情況下，各CPC單元都與所述RF端口連接中相應(yīng)的一個(gè)關(guān)聯(lián)起來(lái)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述CPC單元被包含在具有RF罩的殼體內(nèi)。這為所 述CPC單元提供了機(jī)械強(qiáng)度和電磁抗擾。所述CPC單元可以包括超過(guò)一個(gè)可操作以提供多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的開(kāi)關(guān)。所述存儲(chǔ)器 裝置可以存儲(chǔ)表征所述多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)據(jù)。表征所述校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)據(jù)可以包括指示所述 校準(zhǔn)負(fù)載的值對(duì)一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境條件的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)。所述存儲(chǔ)器裝置可以存儲(chǔ)表征所 述CPC單元的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)可以類(lèi)似地包括指示所述校準(zhǔn)和控制單元的響應(yīng)對(duì)環(huán)境條件 的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)。在一些其它實(shí)施方式中，所述存儲(chǔ)器裝置(還)可以存儲(chǔ)表征所述測(cè)量 單元的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)可以包括針對(duì)所述CPC單元與所述測(cè)量單元之間的RF信號(hào)傳播的 RF校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且還可以包括指示所述測(cè)量單元的響應(yīng)對(duì)一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境條件的依賴(lài)性 的數(shù)據(jù)。因此，可以在所述測(cè)量裝置中設(shè)置用于感測(cè)環(huán)境條件的一個(gè)或更多個(gè)傳感器。所述CPC單元可以包括用于確定所述測(cè)量單元的位置的一個(gè)或更多個(gè)位置傳感
器ο所述CPC單元的所述存儲(chǔ)器裝置優(yōu)選地存儲(chǔ)指示以下一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 所述測(cè)量裝置的識(shí)別數(shù)據(jù)、所述測(cè)量裝置已用于測(cè)量的時(shí)間、由所述測(cè)量裝置執(zhí)行的測(cè)量 的數(shù)量、所述校準(zhǔn)和控制單元執(zhí)行的校準(zhǔn)序列的數(shù)量、所述測(cè)量裝置至所述分析器的已執(zhí) 行連接的數(shù)量。這使得能夠控制這些數(shù)據(jù)，并且在識(shí)別出至少一個(gè)預(yù)定條件時(shí)，調(diào)用對(duì)所述 測(cè)量單元的重新校準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^(guò)識(shí)別一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境條件中的變化來(lái)調(diào)用重新校準(zhǔn)處 理。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種校準(zhǔn)和控制單元，該校準(zhǔn)和控制單元 被配置成通過(guò)能夠用于執(zhí)行RF信號(hào)傳輸?shù)倪B接器而連接在分析器單元和至少一個(gè)測(cè)量單 元之間，并且經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送連接器而連接至所述分析器單元，該校準(zhǔn)和控制單元包括分別 具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)端子；和存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置中包含指示所述端子的所 述RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣義方面，提供了一種在通過(guò)經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)RF連接而 將至少一個(gè)測(cè)量單元連接至分析器單元以校準(zhǔn)所述至少一個(gè)測(cè)量單元的過(guò)程中使用的方 法，該方法包括以下步驟
提供校準(zhǔn)和控制單元，所述校準(zhǔn)和控制單元包括分別具有已知RF反射系數(shù)的多 個(gè)端子；和存儲(chǔ)器裝置，其包含指示所述RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單 元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)；將所述校準(zhǔn)和控制單元與所述至少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起，使得允許所述至少 一個(gè)測(cè)量單元經(jīng)由所述校準(zhǔn)和控制單元而連接至所述分析器單元；以及通過(guò)利用所述已知RF反射系數(shù)和所述校準(zhǔn)和控制單元的所述RF傳輸系數(shù)來(lái)校準(zhǔn) 所述至少一個(gè)測(cè)量單元，以在所述至少一個(gè)測(cè)量單元保持與所述校準(zhǔn)和控制單元集成在一 起的同時(shí)確定所述至少一個(gè)測(cè)量單元的RF響應(yīng)。通過(guò)在將所述校準(zhǔn)和控制單元集成在所述測(cè)量裝置內(nèi)部前執(zhí)行預(yù)備校準(zhǔn)過(guò)程 (第一階段校準(zhǔn))來(lái)提供指示所述RF反射系數(shù)和所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記 錄數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種在通過(guò)經(jīng)由至少一個(gè)RF端口連接而將測(cè) 量單元連接至分析器單元以對(duì)所述測(cè)量單元進(jìn)行RF校準(zhǔn)的過(guò)程中使用的方法，該方法包 括以下步驟將校準(zhǔn)和控制單元與所述測(cè)量單元集成在一起，使得允許所述測(cè)量單元經(jīng)由 所述校準(zhǔn)和控制單元而連接至所述分析器單元，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元包括分別具有 已知RF反射系數(shù)的多個(gè)端子，并且包括存儲(chǔ)器裝置，在所述校準(zhǔn)和控制單元與所述測(cè)量單 元集成在一起前，在該存儲(chǔ)器裝置中提供并存儲(chǔ)有指示所述RF反射系數(shù)的數(shù)據(jù)和指示所 述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的數(shù)據(jù)，從而使得在需要時(shí)能夠?qū)λ鰷y(cè)量單元進(jìn)行所 述RF校準(zhǔn)，而不必?cái)嚅_(kāi)所述測(cè)量單元以及所述校準(zhǔn)和控制單元。可使用本發(fā)明的應(yīng)用包括環(huán)境監(jiān)控，例如，海洋或者邊遠(yuǎn)地區(qū)；地球物理學(xué)，例 如，在鉆孔中感測(cè)、在礦場(chǎng)中感測(cè)；工業(yè)，例如，生產(chǎn)線監(jiān)控、處理廠監(jiān)控；醫(yī)學(xué)，可植入裝 置，無(wú)菌環(huán)境中的應(yīng)用。在一些情況下使用本發(fā)明是有利的，這些情況包括傳感器位置相 對(duì)于控制臺(tái)是可變的；難以接近傳感器的位置；傳感器是一次性的；傳感器工作在危險(xiǎn)環(huán) 境中；傳感器是無(wú)菌的；傳感器工作在一定溫度范圍內(nèi)。


為了理解本發(fā)明，并領(lǐng)會(huì)如何在實(shí)踐中執(zhí)行本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)非限 制性的示例來(lái)說(shuō)明實(shí)施方式。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的框圖；圖2A和圖2B示出了圖1的測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)造的示例；圖3和圖4例示了適于在本發(fā)明的測(cè)量裝置中使用的校準(zhǔn)和控制單元的構(gòu)造，其 中，圖3通過(guò)框圖示出了該校準(zhǔn)和控制單元，并且圖4示出了該校準(zhǔn)和控制單元的電路；以 及圖5A和圖5B示出了本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的示例的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，通過(guò)框圖示出了根據(jù)本發(fā)明而配置并操作的測(cè)量系統(tǒng)(總體標(biāo)識(shí)為 10)。系統(tǒng)10包括可連接至分析器16的測(cè)量裝置12。本發(fā)明的測(cè)量裝置12包括測(cè)量單元 (探測(cè)器)12A以及校準(zhǔn)和探測(cè)控制(CPC)單元12B。分析器16包括網(wǎng)絡(luò)分析器14和用于處理與CPC單元12B的數(shù)字和/或模擬通信的適當(dāng)?shù)耐ㄐ艈卧?未示出)。網(wǎng)絡(luò)分析器14可以是任意已知的適當(dāng)類(lèi)型，因此除了需要針對(duì)發(fā)送和接收RF信 號(hào)而配置和操作網(wǎng)絡(luò)分析器14之外，不必進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。網(wǎng)絡(luò)分析器14可以被配置和操 作為矢量網(wǎng)絡(luò)分析器(VNA)，以記錄RF信號(hào)的相對(duì)幅度和相位。網(wǎng)絡(luò)分析器14被配置為執(zhí)行如下操作經(jīng)由它的信號(hào)端口發(fā)送和接收RF信號(hào)； 分析接收到的信號(hào)以確定該信號(hào)的幅度并可選地確定該信號(hào)的相位，該信號(hào)的幅度和相位 指示了與校準(zhǔn)負(fù)載的信號(hào)交互；以及傳送校準(zhǔn)校正參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)分析器14還被配置為利用校 準(zhǔn)校正參數(shù)對(duì)測(cè)量裝置12的RF響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。分析器16可以具有其它功能，例如，分析器16可以負(fù)責(zé)安全問(wèn)題以防止重新使用 測(cè)量裝置12或者防止在系統(tǒng)中安裝其它未經(jīng)授權(quán)的測(cè)量裝置(下面將進(jìn)一步說(shuō)明)。分 析器16還可以向測(cè)量裝置12提供如下多個(gè)功能中的至少一個(gè)電源、用于處理與測(cè)量裝置 12的數(shù)字和/或模擬通信的裝置、真空/壓力連通19、液體分送線、光學(xué)信號(hào)通信、超聲信 號(hào)通信，以及向測(cè)量裝置12中的燒蝕/切割裝置/工具提供控制和電力、用戶(hù)和/或機(jī)器 輸入和/或輸出以及對(duì)將在測(cè)量裝置12中使用的其它類(lèi)型的探測(cè)器的控制。參照?qǐng)D2A和圖2B，其示出了測(cè)量系統(tǒng)10的構(gòu)造的特定但非限制性示例。測(cè)量裝 置12包括探測(cè)器12A和與探測(cè)器12A集成在一起的CPC 12B，探測(cè)器12A和CPC 12B都容 納在共用外殼12C中。探測(cè)器12A包括具有支持電路13的傳感器11，并且探測(cè)器12A經(jīng)由 具有適當(dāng)?shù)倪B接器的電纜而連接至CPC 12B。在圖2A的示例中，在分析器16和測(cè)量裝置12之間僅存在一個(gè)RF信號(hào)連接(RF 端口連接)。例如，當(dāng)探測(cè)傳感器11計(jì)劃在反射模式中操作時(shí)，可以使用該RF連接，但并 不限于此。并且，如圖2A所例示，可選地設(shè)置光學(xué)信號(hào)電纜15以向探測(cè)器12A中的傳感器 11發(fā)送光學(xué)信號(hào)或從探測(cè)器12A中的傳感器11接收光學(xué)信號(hào)。在圖2B的示例中，在分析器16和測(cè)量裝置12之間存在兩個(gè)RF信號(hào)連接(RF端口 連接)。例如，當(dāng)在探測(cè)器12A中使用的傳感器11被配置為既在反射模式又在傳輸模式中 操作時(shí)，或者，當(dāng)傳感器11被配置為使用兩個(gè)反射模式信號(hào)進(jìn)行操作時(shí)，可以使用這些RF 連接，但并不限于此。并且如圖2B的示例所示，使用真空/壓力連通線路來(lái)向探測(cè)器12A 提供真空/壓力連通19。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施方式可以在分析器16和測(cè)量裝置12之間使用超過(guò)兩個(gè) RF信號(hào)連接。在分析器單元和測(cè)量裝置之間，通?？梢源嬖讦莻€(gè)這種RF信號(hào)連接(RF端口 連接)，η是等于或大于1的整數(shù)。圖2Α更具體地示出分析器16與測(cè)量裝置12的連接。如圖所示，提供了電纜C1和 C2，其中，電纜C1被配置為用于RF信號(hào)傳輸?shù)碾娎|(例如，同軸電纜)，并且電纜C2被配置為 用于單元12和16之間的數(shù)據(jù)傳送和控制，并且可以是USB電纜、同軸電纜、用于發(fā)送RS232 協(xié)議數(shù)據(jù)的電纜、用于發(fā)送GFSK協(xié)議數(shù)據(jù)的電纜、或者本領(lǐng)域中已知的能夠用于支持?jǐn)?shù)字 和/或模擬通信的任何其它電纜。電纜C2還可以支持向測(cè)量裝置12供電。CPC單元12Β 經(jīng)由RF級(jí)連接器C3(例如，外SMA)連接至電纜C1，并經(jīng)由連接器(；(例如，SMA或USB)連 接至電纜C2,從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置12與分析器16之間的RF連接和數(shù)據(jù)連接。在探測(cè)器12Α 側(cè)，CPC單元12Β經(jīng)由RF級(jí)連接器C5 (例如，SMA)連接至探測(cè)器。適當(dāng)?shù)剡x擇RF級(jí)連接器以提供能夠限定校準(zhǔn)面并給出可復(fù)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果的連接。RF級(jí)連接器用于連接測(cè)量裝置12與分析器16之間以及CPC 12B與探測(cè)器12A之間的 全部RF信號(hào)傳輸通路(端口)。RF級(jí)連接器的例子包括N型、BNC、SMASMB, MCX、MMCX和 U. FL0優(yōu)選的是，CPC單元12B(通過(guò)印刷電路板實(shí)現(xiàn))被包含在具有RF罩的殼體內(nèi)以 向CPC單元12B提供機(jī)械強(qiáng)度和電磁抗擾。該殼體的機(jī)械強(qiáng)度通過(guò)消除例如由于CPC單元 的機(jī)械應(yīng)力或環(huán)境改變而發(fā)生的幾何變形而使得能夠更好地進(jìn)行校準(zhǔn)。這種變形可能導(dǎo)致 RF信號(hào)在CPC單元內(nèi)部的傳播發(fā)生改變，從而致使校準(zhǔn)性能下降。該殼體的電磁抗擾通過(guò) 減小CPC單元12B與探測(cè)器12A的RF干擾并通過(guò)減小外部RF源與CPC單元12B的RF干 擾而使得能夠更好地進(jìn)行校準(zhǔn)。CPC單元12B的連接器可以集成到該殼體中。殼體可以被 構(gòu)造為使得測(cè)量裝置12能夠在各種環(huán)境條件下進(jìn)行操作，并且能夠通過(guò)使用輻射和/或氣 體而使得測(cè)量裝置無(wú)菌。應(yīng)當(dāng)注意，盡管沒(méi)有具體示出，但是測(cè)量裝置12可選地可以包括輸出元件(例如， LED指示器)和/或輸入元件(例如，控制鍵)。這些元件與探測(cè)器12A關(guān)聯(lián)起來(lái)并用于控 制探測(cè)器12A的操作。還應(yīng)當(dāng)注意，測(cè)量裝置可以包括超過(guò)一個(gè)與公共CPC單元12B相關(guān)聯(lián)的傳感器 11 (通常，超過(guò)一個(gè)測(cè)量單元)。例如，圖2B中的RF連接器C5可以用于將CPC單元連接至 兩個(gè)傳感器(盡管沒(méi)有具體示出)。當(dāng)存在與同一測(cè)量單元相關(guān)聯(lián)或者與不同測(cè)量單元相關(guān)聯(lián)的超過(guò)一個(gè)RF線路C5 時(shí)，在不同的C5線路中傳播的RF信號(hào)之間可能存在串?dāng)_。也就是說(shuō)，在這些線路之間可能 存在一些信號(hào)泄漏(耦合)。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)校正這樣的串?dāng)_效應(yīng)。這可以通過(guò)如下三個(gè)階段 來(lái)實(shí)現(xiàn)在第一階段中，確定線路C5之間的RF傳輸系數(shù)。如上所述，在裝配測(cè)量裝置前離 線地執(zhí)行第一階段。例如，可以利用如下方法來(lái)確定RF傳輸系數(shù)(1)將所有η條線路C5 (與測(cè)量單元12Α的η個(gè)測(cè)量單元/傳感器11相關(guān)聯(lián))連 接至網(wǎng)絡(luò)分析器；(2)對(duì)η個(gè)傳感器中的特定傳感器(測(cè)量單元)施加已知的負(fù)載，同時(shí)保持其它(η-1)個(gè)傳感器沒(méi)有負(fù)載(例如，作為開(kāi)路(OPEN)負(fù)載)；(3)在各條線路C5處測(cè)量RF傳輸系數(shù)，因而生成相鄰線路(S卩，SCij，其中，i，j =1至n，i乒j)之間的傳輸?shù)姆群拖辔?。在同樣離線執(zhí)行的第二階段中，將這些RF傳輸系數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置M中?？蛇x地，可以對(duì)上述SC參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并且將擬合參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置M 中。這種擬合使得能夠使用較少的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間。校正串?dāng)_的第三階段在線執(zhí)行，并且可以如下執(zhí)行(1)從存儲(chǔ)器裝置M獲取SC參數(shù)數(shù)據(jù)；(2)在校準(zhǔn)階段的第2步后，從各個(gè)傳感器11執(zhí)行測(cè)量；(3)利用SC參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)提取各個(gè)傳感器11的經(jīng)串?dāng)_校正的真實(shí)響應(yīng)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，其示出了適于在圖2A的上述示例的系統(tǒng)構(gòu)造中使用的CPC單元 12B的構(gòu)造的非限制性示例，其中在分析器16和測(cè)量裝置12之間僅存在一個(gè)RF信號(hào)連接 (RF端口連接)。在此示例中，經(jīng)由連接至連接器C4的同軸電纜C2來(lái)向測(cè)量裝置12傳輸數(shù)據(jù)通信和供電，其中數(shù)據(jù)通信信號(hào)“承載”(疊加)在直流電源電壓上。如圖所示，CPC單元 12B包括連接至多個(gè)端子的開(kāi)關(guān)20、控制器/處理器22、將作為代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部的存儲(chǔ) 器裝置M、功率轉(zhuǎn)換/穩(wěn)定單元沈以及偏置器(BIAS-TEE08。偏置器觀用于將來(lái)自分析 器16的直流電源電壓與承載在該直流電源電壓上的數(shù)據(jù)通信信號(hào)分離開(kāi)。功率轉(zhuǎn)換/穩(wěn) 定單元沈?qū)υ撾妷涸催M(jìn)行濾波并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)(例如，線性調(diào)壓器(LVR)將5伏特電源 轉(zhuǎn)換為3. 3伏特電源)。這種經(jīng)濾波和適當(dāng)調(diào)整的電源電壓向開(kāi)關(guān)20、控制器/處理器22、 存儲(chǔ)器M和測(cè)量裝置內(nèi)需要電源來(lái)工作的其它組件提供了工作電壓。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用電纜C2內(nèi)的單獨(dú)電連接向測(cè)量裝置12提供電源/電壓源。在 這種情況下，不必使用偏置器觀。還應(yīng)當(dāng)理解，可以通過(guò)測(cè)量裝置12內(nèi)的電源/電壓源(例如，電池)向測(cè)量裝置 12提供電源/電壓源。在這種情況下，不需要電纜C2來(lái)容納測(cè)量裝置12的電源。開(kāi)關(guān)20可以被焊接至CPC電路(印刷電路板)。該開(kāi)關(guān)具有與連接C3和C5相 關(guān)聯(lián)的連接端口 Jl和J3，并且還連接至多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載。在本示例中，開(kāi)關(guān)20與包括短路 (SHORT)端子J2、開(kāi)路(OPEN)端子J4和負(fù)載(LOAD)端子J5在內(nèi)的三個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載端相關(guān) 聯(lián)?？梢岳斫猓梢允褂闷渌?lèi)型的校準(zhǔn)負(fù)載，并且校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)量可以大于三個(gè)?？梢赃x 擇校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)量和/或類(lèi)型以便于提高校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度?？梢岳斫猓_(kāi)關(guān)20可以具有超過(guò) 四個(gè)切換狀態(tài)。此外，CPC單元中可以存在超過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)，以便于提供多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載。存儲(chǔ)器裝置對(duì)可包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器類(lèi)型。易失性存儲(chǔ)器類(lèi)型的例 子包括靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)RAM。非易失性存儲(chǔ)器類(lèi)型的例子包括EEPR0M、 EPR0M、閃存、只讀存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器M存儲(chǔ)表征多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)據(jù)。表征校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù) 據(jù)可以與頻率相關(guān)。表征校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)據(jù)還可以包括指示校準(zhǔn)負(fù)載值對(duì)環(huán)境參數(shù)/條件 (例如，溫度、濕度、加速度、機(jī)械擾動(dòng)(mechanical agitation))的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器M還存儲(chǔ)表征CPC單元12B的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以與頻率相關(guān)。該數(shù)據(jù)可以 包括CPC單元的全部2端口復(fù)參數(shù)(傳輸系數(shù)(S11、S22、S12和S21))。表征CPC單元的數(shù) 據(jù)還可包括指示CPC單元的響應(yīng)對(duì)環(huán)境參數(shù)/條件(例如，溫度、濕度、加速度、機(jī)械擾動(dòng)) 的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器M還可以存儲(chǔ)表征探測(cè)器12A的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以包括用于連接器C5和 傳感器之間的RF信號(hào)傳播的RF校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)還可以包括關(guān)于傳感器支持電路和/或 傳感器的特定響應(yīng)的信息。該數(shù)據(jù)還可以包括指示探測(cè)器的響應(yīng)對(duì)環(huán)境參數(shù)/條件(例如， 溫度、濕度、加速度、機(jī)械擾動(dòng))的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)。CPC單元還可以包括記錄環(huán)境參數(shù)的值的傳感器。并且，CPC單元可以包括用于確 定測(cè)量單元12的地點(diǎn)/位置的傳感器(例如，GPS接收器)?？梢詷?gòu)造CPC單元，使得其內(nèi)部的RF信號(hào)傳播通路是傳輸線(TL)的形式。例如， TL可以用于消除阻抗不匹配、減少輻射，減少CPC單元內(nèi)部的串?dāng)_。組件在CPC電路板上的 定位以及CPC電路板的設(shè)計(jì)可以遵循減少CPC單元內(nèi)部的RF信號(hào)傳播的擾動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。這 些擾動(dòng)可以與干擾、損耗、串?dāng)_和噪聲相關(guān)?？梢詷?gòu)造CPC單元，使得其尺寸總體上小于通 過(guò)其傳播的RF信號(hào)的波長(zhǎng)的一半。例如，對(duì)于大約IGHz的RF信號(hào)來(lái)說(shuō)，CPC的最大維度 尺寸應(yīng)當(dāng)小于10cm。這有利于消除CPC單元內(nèi)部的空腔諧振。可以構(gòu)造CPC單元，使得其尺寸足夠小以將與相位變化相關(guān)的誤差減到最小。如圖4更詳細(xì)地例示，開(kāi)關(guān)(例如，Skyworks Solutions的市售的AS2040-80或 者 Hittite Microwave Corporation 的市售的 HMC345LP3)的端 口 Jl 和 J3 經(jīng)由 4700pF 的 電容器連接至連接器C3和C5 (參照?qǐng)D3)。如圖所示，短路端子J2經(jīng)由4700pF電容器短接 至接地端，并且負(fù)載端子J5經(jīng)由電阻器(50歐姆SMT電阻器)并經(jīng)由4700pF電容器短接 至接地端。應(yīng)當(dāng)理解，開(kāi)關(guān)的端口連接至4700pF電容器以便于阻斷在使用特定類(lèi)型的開(kāi)關(guān) 時(shí)出現(xiàn)的直流電壓。開(kāi)路端子不需要任何電容器，并且在開(kāi)路端子中，最好將電容器設(shè)置在 電阻器后面。可以理解，如果所使用的開(kāi)關(guān)類(lèi)型不導(dǎo)致在其端口出現(xiàn)直流電壓(例如，德州 儀器公司的市售的TS3V330和/或TS5A3359)，則不必使用電容器?；氐綀D3，在校準(zhǔn)處理期間，利用CPC單元12B上的受控開(kāi)關(guān)20來(lái)執(zhí)行端子J2、J4 和J5之間的自動(dòng)切換。將CPC的S參數(shù)(傳輸系數(shù)(S11、S12、S21、S22))以及各校準(zhǔn)端通 路的反射系數(shù)(Sllopen、Sllshort和Sllload)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置M中。存儲(chǔ)器裝置M 的操作和開(kāi)關(guān)20的操作由微控制器22控制?？蛇x地，控制器22還控制測(cè)量裝置12內(nèi)部 的輸出元件(例如，LED指示器)和/或輸入元件(例如，控制鍵)。微控制器22還經(jīng)由適 當(dāng)?shù)钠ヅ潆娐放c分析器16的微控制器(CPU)進(jìn)行通信，以在分析器16和測(cè)量裝置12之間 傳輸數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)將進(jìn)一步用于校準(zhǔn)處理。此外，如下面進(jìn)一步說(shuō)明，微控制器22優(yōu)選地被 配置為并可操作以驗(yàn)證測(cè)量裝置12并禁止測(cè)量裝置的重復(fù)使用。根據(jù)本發(fā)明，校準(zhǔn)處理是兩階段過(guò)程，其包括在將CPC單元12B與測(cè)量裝置12集 成在一起前執(zhí)行的預(yù)備校準(zhǔn)(第1階段)。這樣就允許在裝置12的操作期間進(jìn)一步進(jìn)行 “實(shí)際”校準(zhǔn)(第2階段)，而無(wú)需分開(kāi)CPC單元12B與測(cè)量裝置12A。因此，除了在本領(lǐng)域校 準(zhǔn)處理中已知的將測(cè)量面從VNA的輸出傳送到校準(zhǔn)單元的輸入連接器之外，在本發(fā)明中， 測(cè)量面被立刻/即時(shí)從分析器輸出面?zhèn)魉偷綔y(cè)量裝置內(nèi)的測(cè)量單元的連接面(探測(cè)器12A 的C5面)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，RF反射信號(hào)的另一個(gè)校正階段用于將輸入面?zhèn)魉?到傳感器面或傳感器支持電路面。參照?qǐng)D5A和圖5B，其例示了本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的流程圖。該示例涉及圖2A的系 統(tǒng)構(gòu)造。然而，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)存在η個(gè)RF信號(hào)連接(端口)和/或校準(zhǔn)負(fù)載的數(shù)量大于三 個(gè)時(shí)，可以采用相同的過(guò)程。如圖5Α所示，初始地，離線(即，在將校準(zhǔn)單元與測(cè)量裝置集成在一起之前)執(zhí)行 第ι階段校準(zhǔn)。在該第ι階段校準(zhǔn)中，確定校準(zhǔn)負(fù)載的復(fù)反射系數(shù)(SlDSlloperuSllshort 以及Sllload(步驟100)。然后，確定CPC單元12B的全部2端口復(fù)參數(shù)(傳輸系數(shù)(S11、 S22、S12和S21))(步驟104)。當(dāng)開(kāi)關(guān)20定向到端口 J3時(shí)(即，當(dāng)該開(kāi)關(guān)內(nèi)部的RF信號(hào) 通路是從端口 Jl至端口 J3時(shí))，執(zhí)行步驟104。反射系數(shù)Sllopen對(duì)應(yīng)于連接至J4時(shí)的 Jl的Sll ；Sllshort對(duì)應(yīng)于連接至J2時(shí)的Jl的Sll ；并且Sllload對(duì)應(yīng)于連接至J5時(shí)的 Jl的S11?？梢园凑毡绢I(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)方式獲取上述這些S參數(shù)。在該第1階段校準(zhǔn)的第二步中，將指示上述S參數(shù)和校準(zhǔn)負(fù)載的反射系數(shù)的數(shù)據(jù) (Sllopen、Sllshort和Sllload)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置24中(步驟102和106)。可選地，可 以對(duì)上述S參數(shù)進(jìn)行擬合，并且將擬合參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置M中。這種擬合使得能夠在 存儲(chǔ)器裝置M中使用較少的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間。接著，通過(guò)將測(cè)量單元(探測(cè)器)12A與CPC單元12B集成在一起而裝配了測(cè)量裝置。CPC單元12B在其存儲(chǔ)器裝置對(duì)中包含有在第1階段校準(zhǔn)中測(cè)量出的指示上述S參數(shù) 和校準(zhǔn)負(fù)載(SlloperuSllshort和Sllload)的數(shù)據(jù)。從該步驟開(kāi)始，測(cè)量單元12A與校準(zhǔn) 和控制單元12B形成為一體的測(cè)量裝置12。在測(cè)量裝置12的操作中，當(dāng)其連接至分析器16時(shí)，使用所存儲(chǔ)的參數(shù)在線地執(zhí)行 第2階段校準(zhǔn)，以計(jì)算對(duì)測(cè)量到的RF信號(hào)的校正，以便于將信號(hào)測(cè)量面從分析器輸出面?zhèn)?送至測(cè)量裝置內(nèi)部的探測(cè)器12A的連接面。圖5B中對(duì)此進(jìn)行例示。按照兩個(gè)步驟來(lái)校正 測(cè)量到的信號(hào)。測(cè)量裝置12經(jīng)由電纜(^、(2和另外的電纜(如果存在更多的信號(hào)端口)首先連接 至分析器單元16(步驟200)，從而連接至分析器單元16的網(wǎng)絡(luò)分析器裝置14。各條電纜 可以被單獨(dú)連接?？蛇x地，可以將所有電纜都集成到專(zhuān)用連接器中，該專(zhuān)用連接器連接至分 析器16上的匹配連接器。使用專(zhuān)用連接器是有利的，因?yàn)樗峁┝烁奖愕倪B接、更快的 連接和斷開(kāi)以及高質(zhì)量的RF信號(hào)連接通路。連接器可以集成介于分析器單元16和測(cè)量裝 置12之間的其它電纜和/或連接。例如，真空/壓力連通線路、液體分送線路、光學(xué)信號(hào)電 纜、超聲傳感器電纜、燒蝕/切割裝置/工具電纜或者其它電纜。沿著連接，將CPC單元內(nèi) 的各個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的存儲(chǔ)的反射系數(shù)數(shù)據(jù)(Sll)以及CPC的全部2端口參數(shù)(S11、S22、S12、 S21)從CPC單元的存儲(chǔ)器M取回至分析器16 (步驟202)。接著，在將測(cè)量裝置12定位在測(cè)量位置之后，開(kāi)關(guān)20工作以選擇性地將RF信號(hào) 通路從網(wǎng)絡(luò)分析器裝置14定向至CPC單元內(nèi)的各個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載(J2、J4和歷)，并且網(wǎng)絡(luò)分 析器裝置14同時(shí)測(cè)量CPC單元內(nèi)的各個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的反射系數(shù)，并且測(cè)量得到的數(shù)據(jù)被記錄 在分析器16中(步驟204)。測(cè)量到的參數(shù)包括Γ 1參數(shù)，其是與定向?yàn)殚_(kāi)路的開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量到的反射系數(shù)；Γ 2參數(shù)，其是與定向?yàn)槎搪返拈_(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量到的反射系數(shù)；Γ 3參數(shù)，其是與定向?yàn)樨?fù)載的開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量到的反射系數(shù)。僅在測(cè)量裝置12處于適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)才測(cè)量Γ 1、Γ 2和Γ 3，這樣確保校準(zhǔn)精度將 不受測(cè)量裝置12和分析器單元16的相對(duì)位置的空間變化以及連接它們的電纜的布置的變 化的影響。分析反射和傳輸系數(shù)得到
“
Tm = Sll + SH-Ta-SU + Sll-Ya-S22-Ta-S12 + ... = Sll + S2l-ra-SU-^iTa-S22)=...
n=0... = 511 + 521-512--———=Ed+ Ert———~
\-S22-YaI-Es-Ya其中，Γω是測(cè)量出的反射系數(shù)；是實(shí)際的反射系數(shù)；Ed = Sll是方向性誤差； Ert = S21*S12是反射跟蹤誤差；并且h = S22是源匹配誤差。當(dāng)校正線性系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量出的反射系數(shù)和實(shí)際反射系數(shù)之間的關(guān)系是
ΓβTm = Ed + Ert--
I-Es-Ta在測(cè)量來(lái)自各個(gè)校準(zhǔn)端的反射(Γ 1、Γ 2和?；貌拇鎯?chǔ)器獲取在預(yù)備(第1階 段)校準(zhǔn)期間就確定的實(shí)際反射(Si = Sllopen, S2 = Sllshort, S3 = Sllload)之后，可 以利用下面的公式來(lái)計(jì)算三個(gè)誤差
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置被配置成能夠經(jīng)由至少一個(gè)RF端口連接而連接至分析 器單元，該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)測(cè)量單元和至少一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元，所述至少一個(gè)校 準(zhǔn)和控制單元連接至所述至少一個(gè)測(cè)量單元并與所述至少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起，所述 校準(zhǔn)和控制單元被配置為使得所述至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)都能夠經(jīng)由至少一個(gè)RF 連接器而連接到所述分析器單元，所述校準(zhǔn)和控制單元包括分別與具有已知RF反射系數(shù) 的多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載相關(guān)聯(lián)的多個(gè)端子，并且包括存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置包含指示所述RF 反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，從而使得在 所述至少一個(gè)測(cè)量單元保持與所述校準(zhǔn)和控制單元集成在一起的同時(shí)能夠計(jì)算所述至少 一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)的RF響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元包括控制器裝置和至少一 個(gè)可控操作開(kāi)關(guān)，該可控操作開(kāi)關(guān)使得能夠選擇性地將所述多個(gè)端子中的每一個(gè)和所述至 少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)連接至所述分析器單元的網(wǎng)絡(luò)分析器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，該裝置包括至少兩個(gè)測(cè)量單元，各個(gè)測(cè)量單元都經(jīng) 由一個(gè)或更多個(gè)RF連接器而連接至所述校準(zhǔn)和控制單元。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元被包含在具有 RF罩的殼體中，所述殼體向所述校準(zhǔn)和控制單元提供了機(jī)械強(qiáng)度和電磁抗擾。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元包括超過(guò)一個(gè) 能夠操作以提供多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)表征所述多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載的 數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，表征所述校準(zhǔn)負(fù)載的所述數(shù)據(jù)包括指示所述校 準(zhǔn)負(fù)載的所述RF反射系數(shù)對(duì)環(huán)境條件的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)，其中所述環(huán)境條件包括溫度、濕 度、加速度和機(jī)械擾動(dòng)中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)表征所述校準(zhǔn) 和控制單元的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，表征所述校準(zhǔn)和控制單元的所述數(shù)據(jù)包括指示 所述校準(zhǔn)和控制單元的RF響應(yīng)對(duì)環(huán)境條件的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)，其中所述環(huán)境條件包括溫度、 濕度、加速度和機(jī)械擾動(dòng)中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)表征所述至少 一個(gè)測(cè)量單元的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，表征所述至少一個(gè)測(cè)量單元的所述數(shù)據(jù)包括 針對(duì)所述校準(zhǔn)和控制單元與所述至少一個(gè)測(cè)量單元之間的RF信號(hào)傳播的RF校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其中，表征所述至少一個(gè)測(cè)量單元的所述數(shù)據(jù) 包括指示所述至少一個(gè)測(cè)量單元的RF響應(yīng)對(duì)環(huán)境條件的依賴(lài)性的數(shù)據(jù)，其中所述環(huán)境條 件包括溫度、濕度、加速度和機(jī)械擾動(dòng)中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置包括用于感測(cè)一個(gè)或更多個(gè)環(huán)境 條件的一個(gè)或更多個(gè)傳感器。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元包括用于確定 所述至少一個(gè)測(cè)量單元的位置的一個(gè)或更多個(gè)傳感器。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置包括超過(guò)一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元，各 個(gè)校準(zhǔn)和控制單元都與所述RF端口連接中的相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，針對(duì)所述RF端口連接中 的每一個(gè)來(lái)計(jì)算所述至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)的所述RF響應(yīng)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)指示以下 至少一個(gè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)所述測(cè)量裝置的識(shí)別數(shù)據(jù)、所述測(cè)量裝置已用于測(cè)量的時(shí)間、由所述 測(cè)量裝置進(jìn)行的測(cè)量的次數(shù)、由所述校準(zhǔn)和控制單元執(zhí)行的校準(zhǔn)序列的數(shù)量、所述測(cè)量裝 置至所述分析器的已執(zhí)行連接的數(shù)量。
17.一種校準(zhǔn)和控制單元，該校準(zhǔn)和控制單元被配置為通過(guò)能夠用于RF信號(hào)傳輸?shù)?連接器而連接在分析器單元和至少一個(gè)測(cè)量單元之間，并且被配置為經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送連接器 而連接至所述分析器單元，所述校準(zhǔn)和控制單元包括分別具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)端 子；和存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置中包含指示所述端子的所述RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指 示所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)。
18.一種在通過(guò)經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)RF連接而將至少一個(gè)測(cè)量單元連接至分析器單元 以校準(zhǔn)所述至少一個(gè)測(cè)量單元的過(guò)程中使用的方法，該方法包括以下步驟提供校準(zhǔn)和控制單元，該校準(zhǔn)和控制單元包括分別具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)端 子；和存儲(chǔ)器裝置，其包含指示所述RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單元的 RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)；將所述校準(zhǔn)和控制單元與所述至少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起，使得允許利用位于所述 校準(zhǔn)和控制單元與所述至少一個(gè)測(cè)量單元之間的至少一個(gè)RF連接器經(jīng)由所述校準(zhǔn)和控制 單元將所述至少一個(gè)測(cè)量單元連接至所述分析器單元；以及通過(guò)利用所述已知RF反射系數(shù)和所述校準(zhǔn)和控制單元的所述RF傳輸系數(shù)來(lái)校準(zhǔn)所述 至少一個(gè)測(cè)量單元，從而在保持所述至少一個(gè)測(cè)量單元與所述校準(zhǔn)和控制單元集成在一起 的同時(shí)確定所述至少一個(gè)測(cè)量單元的RF響應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，針對(duì)所述RF連接中的每一個(gè)來(lái)執(zhí)行所述校準(zhǔn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中，通過(guò)在將所述校準(zhǔn)和控制單元與所述至 少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起前離線地執(zhí)行第一校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)提供指示所述RF反射系數(shù)和所 述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的所述記錄數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)確定所述 測(cè)量單元內(nèi)的至少一個(gè)傳感器的RF響應(yīng)來(lái)對(duì)所述測(cè)量單元的所述RF響應(yīng)進(jìn)行另外的校 正。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括以下步驟在所述至少一 個(gè)測(cè)量單元經(jīng)由所述校準(zhǔn)和控制單元而連接至所述分析器單元時(shí)，將所述校準(zhǔn)和控制單元 的所述RF傳輸系數(shù)從所述校準(zhǔn)和控制單元的所述存儲(chǔ)器裝置取回到所述分析器單元中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，該方法包括以下步驟操作所述校準(zhǔn)和控制單元中 的開(kāi)關(guān)，以選擇性地將RF信號(hào)通路從所述分析器單元中的網(wǎng)絡(luò)分析器裝置定向至所述校 準(zhǔn)和控制單元內(nèi)的各所述端子；由所述網(wǎng)絡(luò)分析器同時(shí)測(cè)量各所述端子的反射系數(shù)；以及 將測(cè)量出的數(shù)據(jù)記錄在所述分析器單元中。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括選擇性地對(duì)所述至少一個(gè) 測(cè)量單元進(jìn)行重新校準(zhǔn)的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，該方法包括以下步驟確定以下數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)所述至少一個(gè)測(cè)量單元的識(shí)別數(shù)據(jù)、所述至少一個(gè)測(cè)量 單元已用于測(cè)量的時(shí)間、由所述至少一個(gè)測(cè)量單元執(zhí)行的測(cè)量次數(shù)、由所述校準(zhǔn)和控制單 元執(zhí)行的校準(zhǔn)序列的數(shù)量、所述至少一個(gè)測(cè)量單元至所述分析器的已執(zhí)行連接的數(shù)量；分析所確定的數(shù)據(jù)，并且在識(shí)別出存在所述數(shù)據(jù)的至少一個(gè)預(yù)定條件時(shí)，選擇性地調(diào) 用對(duì)所述至少一個(gè)測(cè)量單元的所述重新校準(zhǔn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，該方法包括以下步驟感測(cè)至少一個(gè)環(huán)境條件，并且 在識(shí)別出所述條件的變化時(shí)，調(diào)用對(duì)所述至少一個(gè)測(cè)量單元的所述重新校準(zhǔn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求M至沈中任一項(xiàng)所述的方法，其中，由用戶(hù)、分析器或者所述測(cè)量單 元中的任意一個(gè)來(lái)調(diào)用所述重新校準(zhǔn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求18至27中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括以下步驟感測(cè)包括溫 度、濕度、加速度和機(jī)械擾動(dòng)中的至少一個(gè)在內(nèi)的至少一個(gè)環(huán)境條件。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，該方法包括以下步驟確定所述至少一個(gè)測(cè)量單元 的RF響應(yīng)對(duì)所述至少一個(gè)環(huán)境條件的依賴(lài)性。
30.根據(jù)權(quán)利要求18至四中任一項(xiàng)所述的方法，該方法包括以下步驟校正所述校準(zhǔn) 和控制單元與所述至少一個(gè)測(cè)量單元之間的所述RF連接器之間的串?dāng)_。
31.一種在通過(guò)經(jīng)由至少一個(gè)RF端口連接而將測(cè)量單元連接至分析器單元以對(duì)所述 測(cè)量單元進(jìn)行RF校準(zhǔn)的過(guò)程中使用的方法，該方法包括以下步驟將校準(zhǔn)和控制單元與所 述測(cè)量單元集成在一起，使得允許所述測(cè)量單元經(jīng)由所述校準(zhǔn)和控制單元而連接至所述分 析器單元，其中，所述校準(zhǔn)和控制單元包括分別具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)端子，并且包 括存儲(chǔ)器裝置，在將所述校準(zhǔn)和控制單元與所述測(cè)量單元集成在一起之前，在該存儲(chǔ)器裝 置中提供并存儲(chǔ)有指示所述RF反射系數(shù)的數(shù)據(jù)和指示所述校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù) 的數(shù)據(jù)，從而使得能夠在需要時(shí)對(duì)所述測(cè)量單元進(jìn)行所述RF校準(zhǔn)，而不必?cái)嚅_(kāi)所述測(cè)量單 元以及所述校準(zhǔn)和控制單元。
全文摘要
提出了一種測(cè)量裝置，其被配置為可經(jīng)由至少一個(gè)RF端口連接而連接至分析器單元，該分析器單元包括網(wǎng)絡(luò)分析器。該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)測(cè)量單元和至少一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元，該至少一個(gè)校準(zhǔn)和控制單元連接到該至少一個(gè)測(cè)量單元，并與該至少一個(gè)測(cè)量單元集成在一起。校準(zhǔn)和控制單元被配置成使得至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)能夠連接到分析器單元。校準(zhǔn)和控制單元包括分別與具有已知RF反射系數(shù)的多個(gè)校準(zhǔn)負(fù)載相關(guān)聯(lián)的多個(gè)端子，并且包括存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置包含指示RF反射系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)和指示校準(zhǔn)和控制單元的RF傳輸系數(shù)的記錄數(shù)據(jù)。該構(gòu)造使得在保持至少一個(gè)測(cè)量單元與校準(zhǔn)和控制單元集成在一起的同時(shí)能夠計(jì)算至少一個(gè)測(cè)量單元中的每一個(gè)的RF響應(yīng)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102077109SQ200980124258
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者丹·哈施姆肖尼, 伊多·吉爾特納, 吉爾·科恩 申請(qǐng)人:沙丘醫(yī)療設(shè)備有限公司