本發(fā)明涉及具有第一定向耦合器和第二定向耦合器的測試設(shè)備的校準(zhǔn)方法，根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的測試設(shè)備用于對雙端口被測對象(DUT，DeviceUnderTest(被測器件))進(jìn)行測試，其中該雙端口被測對象具有處于校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口和第二端口，其中，以校準(zhǔn)所述測試設(shè)備為目的，具有第一測試端口、第二測試端口、第三測試端口、第四測試端口、第五測試端口和第六測試端口的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)連接至所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口和第二端口，以使得經(jīng)由電磁波的各個(gè)波導(dǎo)，所述第一測試端口連接至所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口、所述第二測試端口連接至所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口、所述第三測試端口和所述第四測試端口連接至所述第一定向耦合器并且所述第五測試端口和所述第六測試端口連接至所述第二定向耦合器；在所述第一測試端口處，電磁波a1沿所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口的方向離開并且電磁波b1從所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口的方向進(jìn)入；在所述第二測試端口處，電磁波a2沿所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口的方向離開并且電磁波b2從所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口的方向進(jìn)入；在所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口處，電磁波aDUT,1從所述第一測試端口的方向進(jìn)入并且電磁波bDUT,1沿所述第一測試端口的方向離開；在所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口處，電磁波aDUT,2從所述第二測試端口的方向進(jìn)入并且電磁波bDUT,2沿所述第二測試端口的方向離開；在所述第一測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口之間，所述第一定向耦合器將電磁波a1的分量去耦作為aMess,1并且饋送至所述VNA的所述第三測試端口；在所述第一測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口之間，所述第一定向耦合器將電磁波b1的分量去耦作為bMess,1并且饋送至所述VNA的所述第四測試端口；在所述第二測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口之間，所述第二定向耦合器將電磁波a2的分量去耦作為aMess,2并且饋送至所述VNA的所述第五測試端口；在所述第二測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口之間，所述第二定向耦合器將電磁波b2的分量去耦作為bMess,2并且饋送至所述VNA的所述第六測試端口；為了校準(zhǔn)所述測試設(shè)備，代替所述DUT，在所述校準(zhǔn)面內(nèi)設(shè)置至少三個(gè)不同的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；以及對于各校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K并且對于a1或a2的頻率為f的各期望頻點(diǎn)，針對該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K，在所述VNA的第y個(gè)測試端口和第x個(gè)測試端口之間確定散射參數(shù)Sxy,K,f，其中x＝1、2、3、4、5或6并且y＝1或2，以及根據(jù)已知值a1,K,f和a2,K,f且根據(jù)測量值b1,K,f、b2,K,f、aMess,1,K,f、bMess,1,K,f、aMess,2,K,f和bMess,2,K,f來確定頻率f，其中：其中，描述經(jīng)由定向耦合器的傳輸?shù)纳⑸渚仃嘢unkorr,K,f為：根據(jù)下式以散射參數(shù)S11,unkorr,K,f、S12,unkorr,K,f、S21,unkorr,K,f和S22,unkorr,K,f從校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的所測量到的散射參數(shù)Sxy,K,f來計(jì)算該散射矩陣Sunkorr,K,f，其中x＝3、4、5、6并且y＝1、2：其中，利用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的所測量到的散射參數(shù)Sxy,K,f，其中x＝1、2并且y＝1、2，將一方面描述所述VNA的所述第一測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口之間的傳輸、另一方面描述所述VNA的所述第二測試端口和所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口之間的傳輸?shù)纳⑸渚仃嘢I,K,f確定為：其中，利用散射矩陣SI,K,f的所測量到的散射參數(shù)Sxy,K,f，其中x＝1、2并且y＝1、2，借助預(yù)定校準(zhǔn)算法，根據(jù)電磁波a1或a2的頻率f，針對一方面為所述第一測試端口和另一方面為所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口之間的信號傳輸，來確定誤差矩陣IA的項(xiàng)i00、i01·i10和i11：其中，IA是根據(jù)下式的散射矩陣：其中，利用散射矩陣SI,K,f的所測量到的散射參數(shù)Sxy,K,f，其中x＝1、2并且y＝1、2，借助預(yù)定校準(zhǔn)算法，根據(jù)電磁波a1或a2的頻率f，針對一方面為所述第二測試端口和另一方面為所述校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口之間的信號傳輸，來確定誤差矩陣IB的項(xiàng)i22、i23·i32和i33：其中，IB是根據(jù)下式的散射矩陣：

背景技術(shù)：
在高頻和微波技術(shù)中，最重要的測量任務(wù)其中之一涉及反射系數(shù)的測量，或者通常在多端口的情況下，涉及散射參數(shù)的測量?？砂淳€性方式描述的被測器件(DUT)的網(wǎng)絡(luò)行為的特性是由散射參數(shù)所表示的。通常，這不僅是所關(guān)注的單個(gè)測量頻率處的散射參數(shù)，而且是這些散射參數(shù)對于有限寬的測量帶寬的頻率依賴。相關(guān)聯(lián)的測量方法被稱為網(wǎng)絡(luò)分析。根據(jù)所討論的測量任務(wù)中的相位信息的重要性，可以僅在值的方面測量散射參數(shù)或者也可以將散射參數(shù)作為復(fù)雜的測量來進(jìn)行測量。在第一種情況下說到的是標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析，在第二種情況下說到的是矢量網(wǎng)絡(luò)分析。根據(jù)方法、端口數(shù)量和測量頻率范圍，網(wǎng)絡(luò)分析儀大體上是包括根據(jù)零差原理或外差原理進(jìn)行工作的測試信號源和接收器的復(fù)雜系統(tǒng)。由于必須將測量信號經(jīng)由線纜和具有未知且非理想的屬性的其它組件饋送至被測器件并且再返回，因此除隨機(jī)誤差以外，網(wǎng)絡(luò)分析中還會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。通過目的在于確定出盡可能多的測試設(shè)備的未知參數(shù)的校準(zhǔn)測量，可以在一定限度內(nèi)消除系統(tǒng)誤差。這里存在許多方法和策略，其中這些方法和策略在誤差模型的范圍方面從而在復(fù)雜性和效率方面的差異相當(dāng)大。(UweSiart；“CalibrationofNetworkAnalysis”；2012年1月4日(第1.51版)；http://www.siart.de/lehre/nwa.pdf)。然而，以這種校準(zhǔn)方式所測量的散射參數(shù)僅充分地描述線性時(shí)變的被測器件。X參數(shù)表示針對非線性被測器件的散射參數(shù)的擴(kuò)展(D.Rootetal:“X-Parameter:Thenewparadigmfordescribingnon-linearRFandmicrowavecomponents”.In:tm-TechnischesMessen,2010年第77卷第7-8期)，該X參數(shù)還可以通過頻率來定義。然而，還可以通過電流和電壓的測量或時(shí)域內(nèi)的各被測器件的端口處的絕對波量(wavequantity)來描述各被測器件。時(shí)域中的測量本質(zhì)上包括例如由被測器件或者其輸入信號的非線性以及隨時(shí)間經(jīng)過的變化所引起的所有頻譜分量。這種時(shí)域測量也需要校準(zhǔn)。然而，為了測量絕對值，不能在沒有經(jīng)過修改的情況下應(yīng)用上述的校準(zhǔn)方法，這是由于上述的校準(zhǔn)方法僅允許相對值(散射參數(shù))的確定。由于在高頻技術(shù)領(lǐng)域中極廣泛的非線性組件的使用是必不可少的，因此能夠描述這種電路元件的行為具有重大意義。利用與針對線性組件行為的散射參數(shù)類似的模型，則可以在電路模擬中預(yù)先考慮非線性。為了獲得正確且可靠的結(jié)果，需要首先校準(zhǔn)該測試裝置。校準(zhǔn)用于消除非理想測量中必然會(huì)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。這確保了最后的結(jié)果僅描述被測器件(DUT)的行為，而不包括諸如裝置的供電線纜或其它元件的依賴于頻率的衰減等的任何影響。為了確定測試設(shè)備或測試裝置的系統(tǒng)誤差，需要確定該測試設(shè)備或測試裝置的誤差項(xiàng)。通常以矩陣的形式來表述誤差項(xiàng)，即誤差矩陣。這描述了測試設(shè)備和執(zhí)行校準(zhǔn)所要達(dá)到的系統(tǒng)面(校準(zhǔn)面)之間的雙端口。校準(zhǔn)面通常與被測器件(DUT)的輸入端口重合。在校準(zhǔn)的過程中，在多數(shù)情況下利用VNA來測量三個(gè)不同的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(在一些方法中也測量四個(gè)或五個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))。根據(jù)校準(zhǔn)方法，來指定這些標(biāo)準(zhǔn)的不同的屬性(HIEBEL,Michael:BasicPrinciplesofVectorialNetworkAnalysis，第1版，Rohde&SchwarzGmbH&Co.KG，2006年)。在以單獨(dú)的校準(zhǔn)步驟的測量結(jié)果為基礎(chǔ)首先確定了誤差項(xiàng)之后，則這些誤差項(xiàng)可以用于校正計(jì)算，其中校正計(jì)算解除了對DUT所執(zhí)行的系統(tǒng)誤差的測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明基于開發(fā)針對非線性組件的時(shí)域測量方法的問題，該問題的輸出可以用于創(chuàng)建使得可以在電路模擬中預(yù)先考慮非線性的模型。根據(jù)本發(fā)明，通過具有描述權(quán)利要求1的特性部分的特征的上述類型的方法來解決該問題。在其它權(quán)利要求中說明本發(fā)明的有利實(shí)施例。在上述類型的方法中，根據(jù)本發(fā)明，針對a1或a2的頻率為f的各頻率步長并且針對各校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K，執(zhí)行散射矩陣Sunkorr,K,f的校正，從而得到根據(jù)如下公式的校正后的散射矩陣Sc,K,f：其中，D＝1-σ12σ21ΓF,K,fΓR,K,f，并且描述了將波饋送通過VNA的第一測試端口時(shí)第二定向耦合器的輸出處所測量到的傳播波與反射波的比例，并且描述了將波饋送通過VNA的第二測試端口時(shí)第一定向耦合器的輸出處所測量到的傳播波與反射波的比例；其中，利用散射矩陣Sc,K,f的散射參數(shù)，借助預(yù)定的校準(zhǔn)算法，根據(jù)波a1或a2的頻率f，針對一方面為第三和第四測試端口與另一方面為校準(zhǔn)面內(nèi)的第一端口之間的信號傳輸來確定誤差矩陣EA的項(xiàng)e00、e01·e10和e11：其中，EA是根據(jù)下式的散射矩陣：其中，利用散射矩陣Sc,K,f的散射參數(shù)，借助預(yù)定的校準(zhǔn)算法，根據(jù)波a1或a2的頻率f，針對一方面為第五和第六測試端口與另一方面為校準(zhǔn)面內(nèi)的第二端口之間的信號傳輸來確定誤差矩陣EB的項(xiàng)e22、e23·e32和e33：其中，EB是根據(jù)下式的散射矩陣：其中，根據(jù)以下公式來確定來自積i01·i10的孤立項(xiàng)i01和i10以及來自積i23·i32的孤立項(xiàng)i23和i32：以及其中，通過連續(xù)外推的方式從相位已知的頻點(diǎn)開始在各情況下確定符號，其中在一個(gè)頻點(diǎn)到下一頻點(diǎn)之間的相位差超過預(yù)定閾值的情況下，將該相位差減少180°；其中，根據(jù)以下公式從積e10·e01計(jì)算出孤立項(xiàng)e10：并且由此確定孤立項(xiàng)e01，其中，并且K*指定沒有傳輸?shù)那闆r下的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；其中，根據(jù)以下公式從積e32·e23計(jì)算出孤立項(xiàng)e23：并且由此確定孤立項(xiàng)e23，其中，并且K*指定沒有傳輸?shù)那闆r下的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。這具有以下優(yōu)點(diǎn)：已知誤差矩陣EA和EB的所有單獨(dú)元素，以使得可以根據(jù)定向耦合器上所測量到的值aMess,1、aMess,2、bMess,1和bMess,2來確定校準(zhǔn)面內(nèi)的絕對波量aDUT,1、aDUT,2、bDUT,1和bDUT,2。同時(shí)，由于通過借助針對矩陣Sunkorr,K,f的校正進(jìn)行校準(zhǔn)考慮了定向耦合器的質(zhì)量或方向性，因此定向耦合器的質(zhì)量或方向性對測量結(jié)果沒有影響。然而，方向性必須大于0?？梢允褂脙H具有四個(gè)測試端口的VNA，其中通過切換，VNA的第三和第四測試端口可以附加地用作第五和第六測試端口，以使得與在VNA的第五測試端口和第六測試端口處測量波aMess,2和bMess,2不同的時(shí)間在所述VNA的第三測試端口和第四測試端口處測量波aMess,1和bMess,1。為了針對雙端口的校準(zhǔn)使用7項(xiàng)模型，借助TRL算法根據(jù)校正后的散射矩陣Sc,K,f確定誤差矩陣EA的項(xiàng)e00、e01·e10和e11以及誤差矩陣EB的項(xiàng)e22、e23·e32和e33，并且借助TRL算法根據(jù)散射矩陣SI,K,f確定誤差矩陣IA的項(xiàng)i00、i01·i10和i11以及誤差矩陣IB的項(xiàng)i22、i23·i32和i33。實(shí)現(xiàn)了用于產(chǎn)生數(shù)值特別穩(wěn)定且可靠的測量結(jié)果的TRL算法，其中，針對TRL算法使用了以下類型的三個(gè)不同的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：類型為“直通”(直通連接)的第一校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、類型為“反射”(不匹配終端)的第二校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和類型為“線”(延遲線)的第三校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，其中校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”的反射系數(shù)不等于0，預(yù)先將校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”的反射相位精確地確定為+/-90°，針對VNA的所有測試端口使用相同的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”的線路阻抗基本上對應(yīng)于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”的線路阻抗，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”的電長度被定義為0，以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”的電長度不等于其中λ＝波長并且n是大于或等于1的整數(shù)，其中K＝“反射”、“線”或“直通”并且K*＝“反射”。方法的數(shù)值穩(wěn)定性通過針對校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”的電長度相對于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”的電長度的差而得到改善，其中，δ≥20°。通過TRL算法按照如下方式根據(jù)輸入值Sc,K,f或SI,K,f來確定輸出值EA和EB或IA和IB，得到一種特別容易實(shí)現(xiàn)的計(jì)算方法：通過矩陣EA和EB或IA和IB各自的傳輸矩陣TA和TB的項(xiàng)來確定矩陣EA和EB或IA和IB的項(xiàng)，其中，以及其中，適用于TA＝EA的傳輸矩陣和TB＝EB的傳輸矩陣，以及適用于TA＝IA的傳輸矩陣和TB＝IB的傳輸矩陣，以及，針對校準(zhǔn)面內(nèi)的DUT的期望無系統(tǒng)誤差傳輸矩陣TDUT，滿足：其中，TM是根據(jù)VNA的測試端口處所測量到的散射矩陣所確定出的傳輸矩陣；其中，為了確定七個(gè)值a、b、c、α、β、γ和r22ρ22，根據(jù)各情況下在VNA的測試端口處所測量到的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”所用的散射矩陣來確定校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”所用的傳輸矩陣TT和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”所用的傳輸矩陣TD，其中，TD＝TATLTB其中，TL是校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”在校準(zhǔn)面內(nèi)的傳輸矩陣并且被定義為：其中l(wèi)是線路的實(shí)際物理長度并且是傳播常數(shù)，其中，其中，是衰減常數(shù)并且是相位常數(shù)；其中，為了將b確定為以下二次方程在值方面的較小解，并且為了將確定為以下二次方程在值方面的較大解，計(jì)算：t21x2+(t22-t11)x-t12＝0；其中，為了確定r22ρ22，計(jì)算等式：其中，為了確定γ、和aα，計(jì)算等式：其中，為了確定a，通過誤差矩陣為EA和EB的誤差雙端口來測量符號已知的反射系數(shù)為ΓR的無傳輸校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”所用的值bMess,1,reflect,f和aMess,1,reflect,f以及bMess,2,reflect,f和aMess,2,reflect,f，并且根據(jù)下式來計(jì)算值w1和w2：其中，根據(jù)下式來計(jì)算a的值：其中，通過將針對a的兩個(gè)可能結(jié)果代入到下式中來確定a的符號：其中，將各符號與已知的ΓR的符號進(jìn)行對比，并且如果該符號與ΓR相對應(yīng)，則將該符號確定為a的符號，其中c是根據(jù)a的已知值所確定的，并且確定了其中，為了確定α和β，計(jì)算下式：其中，根據(jù)值a、b、c、α、β、γ和r22ρ22來確定傳輸矩陣TA和TB的項(xiàng)，借助散射矩陣和傳輸矩陣之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系通過傳輸矩陣TA和TB的項(xiàng)來計(jì)算相關(guān)聯(lián)的散射矩陣EA和EB或IA和IB的項(xiàng)。由此，針對經(jīng)由誤差矩陣為EA的誤差雙端口所進(jìn)行的反射測量，反射系數(shù)為ΓR＝S11,DUT，以及針對經(jīng)由誤差矩陣為EB的誤差雙端口所進(jìn)行的反射測量，反射系數(shù)為ΓR＝S22,DUT，其中S11,DUT和S22,DUT是校準(zhǔn)面內(nèi)的DUT的散射矩陣SDUT的項(xiàng)：由于僅已知r22*ρ22，因此同樣僅可以計(jì)算e01*e10或e23*e32。這是從T矩陣到S矩陣的轉(zhuǎn)換關(guān)系推斷出的。附圖說明以下參考附圖來詳述本發(fā)明，其中：圖1示出針對單端口測量的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口和被測器件(DUT)之間的誤差雙端口的示意信號流圖；圖2示出具有校準(zhǔn)面內(nèi)的兩個(gè)端口的DUT的測量所用的兩個(gè)誤差雙端口的示意信號流圖；圖3示出校準(zhǔn)測量所用的電路結(jié)構(gòu)的示意電路圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例的示意流程圖，以及圖5示出測量值的獲取所用的電路結(jié)構(gòu)的示意電路圖。具體實(shí)施方式可以用來計(jì)算單端口測量的誤差項(xiàng)的方法是所謂的OSM方法。由此使用標(biāo)準(zhǔn)開路(Open)、短路(Short)和匹配(Match)。然而，在OSM方法中必須精確地知曉這些標(biāo)準(zhǔn)或這些標(biāo)準(zhǔn)所生成的反射系數(shù)ΓO,ΓM,ΓS的要求造成校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的高復(fù)雜性和高成本。圖1例示包括誤差矩陣為E的誤差雙端口11和反射系數(shù)為ΓDUT的終端的系統(tǒng)。在VNA的測試端口10處，波量為α012的波離開并且波量為β014的波進(jìn)入。位于校準(zhǔn)面16處的是DUT的端口18或反射系數(shù)為ΓDUT的終端20。在DUT的端口18處或者在校準(zhǔn)面16內(nèi)，波量為α122的波進(jìn)入并且波量為β124的波離開。誤差雙端口26的誤差矩陣E包括項(xiàng)ε0028(測試端口10處的反射)、ε1030(從測試端口10到校準(zhǔn)面16內(nèi)的端口18的傳輸)、ε0132(從校準(zhǔn)面16內(nèi)的端口18到測試端口10的傳輸)和ε1134(校準(zhǔn)面16內(nèi)的端口18處的反射)?？梢酝ㄟ^散射矩陣或誤差矩陣E來描述要確定的誤差雙端口11：反射系數(shù)ΓDUT在校準(zhǔn)期間根據(jù)所連接的標(biāo)準(zhǔn)來假定值ΓO、ΓM和ΓS。在匹配標(biāo)準(zhǔn)的完全匹配的理想情況下，可以假定ΓM＝0。所測量到的波量α012和β014描述從VNA的端口10進(jìn)入誤差雙端口11的波或者從誤差雙端口11反射回VNA的端口10的波。波量α122和β124描述要在校準(zhǔn)面16內(nèi)確定的波量，即，從誤差雙端口11進(jìn)入終端20的波或者從終端20進(jìn)入誤差雙端口11的波。利用單獨(dú)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K所獲得的測量結(jié)果由下式描述：其中，K代表所使用的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(O、S或M)。針對MO、MS和MM，如參考圖1所示，可以建立以下等式：MM＝e00(5)由于以上所作出的假定ΓM＝0，因而等式(5)采用這種非常簡單的形式。接著對(3)～(5)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以確定值e00、e11和e10e01。e00＝MM(6)盡管校正了系統(tǒng)誤差的測量值ΓDUT可以通過誤差項(xiàng)來確定，但由于積e10e01無法容易地分解成其因數(shù)，因此該積所包含的波量α122和β124無法通過誤差項(xiàng)來確定。這是借助等式(9)(HIEBEL,Michael:BasicPrinciplesofVectorialNetworkAnalysis，第1版，Rohde&SchwarzGmbH&Co.KG，2006年)利用測量值所進(jìn)行的：在等式(9)中，為了使商孤立，必須首先將積e10e01進(jìn)行分解。如果如本情況下被測器件是雙端口的，則代替前面說明的三項(xiàng)模型，必須針對校準(zhǔn)使用例如TRL方法的七項(xiàng)模型。諸如TRL校準(zhǔn)等的方法得出該目的所需的值。該方法的名稱是根據(jù)直通(直通連接)、反射(不匹配終端)和線(延遲線)這三個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)所得到的。不需要知曉反射標(biāo)準(zhǔn)的反射系數(shù)，但其必須不同于0。針對該目的使用單端口標(biāo)準(zhǔn)，因而對于單端口的傳輸，S21＝S12＝0適用(EUL,H.-J.；SCHIEK,B.:“Ageneralizedtheoryandnewcalibrationproceduresfornetworkanalyzerself-calibration”,MicrowaveTheoryandTechniques,IEEEtransactions39(1991年)，4月份第4期第724-731頁,http://dx.doi.org/10.1109/22.76439-DOI10.1109/22.76439-ISSN0018-9480)。必須精確地知曉反射的相位為±90°并且針對VNA(VectoricalNetworkAnalyser，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀)的兩個(gè)測試端口1和2必須使用相同的反射標(biāo)準(zhǔn)。假定直通連接的長度為l＝0。直通連接的線路阻抗必須對應(yīng)于延遲線的線路阻抗。除此以外，不需要知曉延遲線的實(shí)際長度。延遲線的電長度必須簡單地不等于(λ是波長)。通常，利用距離δ進(jìn)一步擴(kuò)展該條件：其中，δ≥20o(ENGEN,G.F.；HOER,C.A.:Thru-Reflect-Line:AnImprovedTechniqueforCalibratingtheDualSix-PortAutomaticNetworkAnalyzer.MicrowaveTheoryandTechniques,IEEEtransactions27(1979年),12月第12期,第987-993頁,http://dx.doi.org/10.1109/TMTT.1979.1129778-DOI10.1109/TMTT.1979.1129778-ISSN0018-9480)。實(shí)際上，等式(10)中的條件適用于直通連接和延遲線之間的電長度的差。然而，由于假定了直通連接的電長度的長度為l＝0，因此該差等于線標(biāo)準(zhǔn)自身的電長度。與單端口的測量不同，在這種情況下要確定雙誤差雙端口。如圖2所示，該雙端口在各情況下位于VNA的測試端口其中之一和校準(zhǔn)面內(nèi)的被測器件的端口之間。誤差矩陣為XA的第一誤差雙端口包括VNA的端口A112以及DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第一端口114。在第一誤差雙端口110處進(jìn)入和離開的電磁波具有波量aI116、bI118、aDUT，1120和bDUT，1122，其中aI116描述從VNA的端口A112處離開的波，bI118描述在VNA的端口A112處進(jìn)入的波，aDUT，1120描述在DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第一端口114處進(jìn)入的波并且bDUT，1122描述從DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第一端口114離開的波。誤差矩陣為XB的第二誤差雙端口124包括VNA的端口B126以及DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第二端口128。在第二誤差雙端口124處進(jìn)入和離開的電磁波具有波量aII130、bII132、aDUT，2134和bDUT，2136，其中aII130描述從VNA的端口B126離開的波，bII132描述在VNA的端口B126處進(jìn)入的波，aDUT，2134描述在DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第二端口128處進(jìn)入的波，bDUT，2136描述從DUT20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的第二端口128離開的波。由此，矩陣項(xiàng)為S11,DUT138、S12,DUT140、S21,DUT142和S22,DUT144的SDUT描述被測器件(DUT)20在校準(zhǔn)面16內(nèi)的散射矩陣：誤差矩陣XA包括矩陣項(xiàng)x00146、x01148、x10150和x11,152：誤差矩陣XB包括矩陣項(xiàng)x22154、x23156、x32158和x33160：以下將說明如何借助TRL方法或TRL算法按照校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)測量來確定誤差矩陣XA和XB的矩陣項(xiàng)。該說明依賴于ENGEN,G.F.；HOER,C.A.:“Thru-Reflect-Line:AnImprovedTechniqueforCalibratingtheDualSix-PortAutomaticNetworkAnalyzer”，IEEEtransactionsMicrowaveTheoryandTechniques，1979年12月第12期第MTT-27卷。如果通過單獨(dú)的塊XA、XB和SDUT各自的相應(yīng)傳輸矩陣TA、TB和TDUT來描述這些單獨(dú)的塊，然后則可以通過測量矩陣TM來描述波量aI116,bI118,aII130,bII132之間的測量關(guān)系：TM＝TATDUTTB(18)被測器件(DUT)的期望傳輸矩陣可以通過以下轉(zhuǎn)換來表示：如果將TA寫成：并且將TB寫成：則得到TA和TB的逆矩陣：如果現(xiàn)在將(22)和(23)代入(19)，則利用下式得到無系統(tǒng)誤差的DUT的期望傳輸矩陣：(ENGEN,G.F.；HOER,C.A.:“Thru-Reflect-Line:AnImprovedTechniqueforCalibratingtheDualSix-PortAutomaticNetworkAnalyzer”，IEEETransactionsMicrowaveTheoryandTechniques，1979年12月第12期第MTT-27卷)。如果根據(jù)(24)而知曉了七個(gè)值a、b、c、α、β、γ和r22ρ22，則除積x01x10或x32x23以外，可以首先確定雙誤差雙端口的誤差矩陣XA和XB的矩陣元素，并且根據(jù)這些還可以最終得到矩陣TDUT。為了獲得這七個(gè)元素，測量標(biāo)準(zhǔn)為“直通”的測量的測量傳輸矩陣TM＝TT：以及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)為“線”的測量的測量傳輸矩陣TM＝TD：TD＝TATLTB(26)(其中，TL是校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”在校準(zhǔn)面內(nèi)的傳輸矩陣TDUT,D)，是首先利用下式來定義的：其中，l是線路的實(shí)際物理長度并且是傳播常數(shù)，其中其中是衰減常數(shù)并且是相位常數(shù)。傳輸矩陣TT在此表示使用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“直通”所測量的矩陣，這是由于直通連接的長度被假定為l＝0。這不適用于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”，由于該原因，TL代表校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”在校準(zhǔn)面內(nèi)的真正的矩陣并且TD代表該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“線”在VNA的測試端口A112和VNA的測試端口B126處所測量到的傳輸矩陣。如果將(25)轉(zhuǎn)換成：并且將(28)代入(26)，則得到：則這可以轉(zhuǎn)換成：如果定義矩陣：該矩陣可以通過校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)為“直通”的測量所確定，并且將(31)代入(30)，得到：TDTTA＝TATL(32)利用來自(20)的TA的定義，(32)可以被寫成如下：該系統(tǒng)中所包括的四個(gè)等式寫為：現(xiàn)在可以將(34)除以(35)，由此得到的二次方程：類似地，通過將(36)除以(37)，得到：t21b2+(t22-t11)b-t12＝0(39)結(jié)果，和b是針對同一二次方程的兩個(gè)不同的解。根據(jù)(38)和(39)求解該二次方程的困難包括解和b的正確的分配。首先通過從(37)和(35)得到的商：示出和b這兩項(xiàng)絕不相同，這是由于項(xiàng)始終維持不等于1，而這是通過(10)中的條件所保證的。如果考慮b＝x00并且：這是根據(jù)傳輸矩陣的散射的變換的定義而得出的，并且在現(xiàn)實(shí)情況下，可以假定|x00|,|x11|<<1，則由此得出：這使得可以對二次方程的解進(jìn)行分配。針對具有4個(gè)等式的等式系統(tǒng)，最多可以確定四個(gè)未知數(shù)。(32)的行列式形式為：det(TDT)det(TA)＝det(TA)det(TL)(43)等式兩側(cè)均可以略去表達(dá)式det(TA)。由于針對det(TL)，接著代入(43)，這得到：t11t22-t12t21＝1(45)該等式示出在四個(gè)測量值txy中，為了實(shí)現(xiàn)該等式，僅三個(gè)可以互相獨(dú)立。因而，同樣僅存在三個(gè)獨(dú)立值(b、和)，這是由于在等式(34)～(37)中僅三個(gè)方程是互相獨(dú)立的。已經(jīng)確定出這些值。為了確定更多所需的未知數(shù)，現(xiàn)在更詳細(xì)地檢查(25)。(25)可以寫成：如果在(46)左側(cè)乘以以下逆矩陣：則這得到：上式可以再排列成：據(jù)此，可以依次提?。阂约皉22ρ22是所求解的七個(gè)值中的另一個(gè)。另外三個(gè)值可以通過(51)來確定：為了能夠確定孤立值a，需要進(jìn)行其它步驟。在這里，現(xiàn)在使用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)為“反射”的測量結(jié)果。定義兩個(gè)測量值w1和w2，這兩個(gè)測量值描述經(jīng)由誤差雙端口EA和EB所進(jìn)行的反射系數(shù)為ΓR的無傳輸校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”的測量。這些測量值是針對校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)為“反射”的測量的情況經(jīng)由VNA的測試端口A112和B126處的波量aI116、bI118、aII130和bII132所提供的。為了簡便，這里使用表達(dá)式ΓR。ΓR與經(jīng)由誤差矩陣為XA的誤差雙端口110所進(jìn)行的反射測量的S11,DUT或經(jīng)由誤差矩陣為XB的誤差雙端口124所進(jìn)行的測量的情況下的S22,DUT相對應(yīng)，這是由于如上所述，這兩個(gè)反射必須在定義上相同。由于已知值b、γ和因此這些等式可以被轉(zhuǎn)換為：將(57)除以(58)，得到：將該結(jié)果乘以(54)，這得到等式：最后，如果從該等式提取平方根，則發(fā)現(xiàn)a的表達(dá)式：如果已知開始就假定的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)“反射”的反射系數(shù)的符號，則還可以通過以下表達(dá)式來確定a的符號：并且校準(zhǔn)完成；這樣，可以確定來自(24)的所有七個(gè)值。由于在這些計(jì)算中僅可以將矩陣TA和TB的前指數(shù)(pre-exponential)因子r22和ρ22確定為積(參見(50))，關(guān)于它們的孤立性維持了不確定性。由于在這種情況下僅要確定相對值(散射參數(shù))，因此這不代表傳統(tǒng)TRL校準(zhǔn)的任何問題。在這種情況下，可以按任何方式來分割積r22ρ22，這是由于在(24)中這兩個(gè)值的積與TDUT的確定相關(guān)。如果希望確定散射矩陣，則發(fā)現(xiàn)傳輸矩陣的前指數(shù)因子在其相應(yīng)的變換時(shí)自動(dòng)被消除(SCHIEK,Burkhard,“BasicPrinciplesofHighFrequencyMeasuringTechnology”，Springer-Verlag，1999年第一版)。如果考慮誤差矩陣，則由于上述的不確定性，最終僅能確定x00、x01·x10、x11、x22、x23·x32和x33這六個(gè)值。為了使x01·x10和x23·x32這兩個(gè)積分離、因而能夠計(jì)算校準(zhǔn)面內(nèi)的諸如電流和電壓等的絕對值，必須擴(kuò)展該方法。以下將更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的針對TRL方法的這種擴(kuò)展，這種擴(kuò)展對于非線性組件的測量而言是必須的。為了測量電氣值，時(shí)域和頻域中的測量方法均可以使用。時(shí)域中的測量的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)記錄所有的頻譜分量。因而保留了所有頻譜分量的相位信息，這還便于測量多頻率非周期信號。然而，測量的動(dòng)態(tài)范圍在此受到所使用的示波器的限制。在這方面，頻域中的測量例如由于網(wǎng)絡(luò)分析儀的大動(dòng)態(tài)范圍而優(yōu)于時(shí)域測量。在時(shí)域中的測量和頻域中的測量這兩種情況下，為了計(jì)算所發(fā)生的系統(tǒng)誤差并且校正測量結(jié)果以考慮這些系統(tǒng)誤差，需要進(jìn)行校準(zhǔn)。利用上述的TRL校準(zhǔn)方法，僅可以根據(jù)(13)和(15)中的矩陣來正確的計(jì)算積x01x10和x23x32。因此，該TRL校準(zhǔn)方法僅適用于相對值(散射參數(shù))的確定。然而，為了能夠確定非線性組件的建模所需的絕對值(所傳播和反射的波或者電流和電壓)而非比例，根據(jù)本發(fā)明來擴(kuò)展前述的TRL校準(zhǔn)方法。將上述的積分解成這些積的單獨(dú)因子。以下將呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，基于該方法，可以確定誤差雙端口EA和EB的所有單獨(dú)元素。還說明如何使用該方法在時(shí)域中通過測量來最后計(jì)算出校準(zhǔn)面內(nèi)的絕對波量以及電流和電壓。以參考等式(10)～(62)所說明的已知TRL校準(zhǔn)(TRL校準(zhǔn)方法)為基礎(chǔ)，根據(jù)本發(fā)明，建議了一種使得能夠確定校準(zhǔn)面16內(nèi)的絕對波量的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法基于圖3所呈現(xiàn)的測試設(shè)備的建立。在圖3中，利用與圖2相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識具有相同功能的部分，因此可以參考以上對圖2的描述來說明這些部分。DUT20設(shè)置在校準(zhǔn)面16內(nèi)并且在校準(zhǔn)面16內(nèi)具有第一端口114和第二端口128。在校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第一端口114處，波量為aDUT，1120的波進(jìn)入并且波量為bDUT，1122的波離開。在校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第二端口128處，波量為的aDUT，2134波進(jìn)入并且波量為bDUT，2136的波離開。測試設(shè)備包括第一定向耦合器200和第二定向耦合器202。為了校準(zhǔn)該測試設(shè)備，設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)，該VNA具有第一測試端口206、第二測試端口208、第三測試端口210、第四測試端口212、第五測試端口214和第六測試端口216。第一定向耦合器200在各情況下經(jīng)由電磁波的波導(dǎo)與校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第一端口114以及與VNA的第一測試端口206相連接。第二定向耦合器202在各情況下經(jīng)由電磁波的波導(dǎo)與校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第二端口128以及與VNA204的第二測試端口208相連接。在VNA204的第一測試端口206處，波量為a1218的波離開并且波量為b1220的波進(jìn)入。在VNA204的第二測試端口208處，波量為a2222的波離開并且波量為b2224的波進(jìn)入。第一定向耦合器200對波a1218的分量進(jìn)行去耦并且將去耦后的波饋送至VNA204的第三測試端口210，作為波量為aMess,1226的波。第一定向耦合器200還對波b1220分量的進(jìn)行去耦并且將去耦后的波饋送至VNA204的第四測試端口212，作為波量為bMess,1228的波。第二定向耦合器202對波a2222的分量進(jìn)行去耦并且將去耦后的波饋送至VNA204的第五測試端口214，作為波量為aMess,2230的波。第二定向耦合器202還對波b2224的分量進(jìn)行去耦并且將去耦后的波饋送至VNA204的第六測試端口216，作為波量為bMess,2232的波。該測試設(shè)備具有四個(gè)誤差雙端口，這四個(gè)誤差雙端口的誤差矩陣XA和XB要通過校準(zhǔn)來確定。已經(jīng)參考圖2說明了校準(zhǔn)面16兩側(cè)的誤差雙端口的對。圖2中所呈現(xiàn)的一對這種誤差雙端口位于一方面為校準(zhǔn)面16與另一方面為VNA204的第一測試端口206和第二測試端口208之間。圖2中所呈現(xiàn)的另一對這種誤差雙端口位于一方面的校準(zhǔn)面16與另一方面的第三/四測試端口210/212和第五/六測試端口214/216之間。以下適用于所考慮的這四個(gè)誤差雙端口：DUT20與VNA的第一測試端口206和第二測試端口208之間的第一對誤差雙端口：測試端口A112與VNA204的第一測試端口206相對應(yīng)并且測試端口B126與VNA204的第二測試端口208相對應(yīng)，其中，XA是矩陣項(xiàng)為x00＝i00、x01＝i01、x10＝i10和x11＝i11的誤差矩陣IA并且XB是矩陣項(xiàng)為x22＝i22、x23＝i23、x32＝i32和x33＝i33的誤差矩陣IB。此外，aI116對應(yīng)于a1218，bI118對應(yīng)于b1220，aII130對應(yīng)于a2222，bII132對應(yīng)于b2224。以下同樣適用于該第一對誤差雙端口：DUT20與VNA的第三/四測試端口210/212和第五/六測試端口214/216之間的第二對誤差雙端口：測試端口A112與VNA204的第三/第四測試端口210/212相對應(yīng)并且測試端口B126與VNA204的第五/第六測試端口214/216相對應(yīng)，其中XA是矩陣項(xiàng)為x00＝e00、x01＝e01、x10＝e10和x11＝e11的誤差矩陣EA并且XB是矩陣項(xiàng)為x22＝e22、x23＝e23、x32＝e32和x33＝e33的誤差矩陣EB。此外，aI116對應(yīng)于aMess,1226，bI118對應(yīng)于bMess,1228，aII130對應(yīng)于aMess,2230，bII132對應(yīng)于bMess,2232。以下同樣適用于該第二對誤差雙端口：其中，以及其中，因而得到類似于圖2的兩個(gè)信號流圖。圖3示出期望波量aDUT，1120和bDUT，1122(在DUT20的左側(cè)，即，校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第一端口114處傳播和反射的波的波量)，以及期望波量aDUT，2134和bDUT，2136(在DUT20的右側(cè)，即，校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第二端口128處傳播和反射的波的波量)。可以針對第二對誤差雙端口根據(jù)下式來計(jì)算這些波量：以及只要在完全知曉傳輸矩陣TA和TB和相關(guān)聯(lián)的散射矩陣EA和EB即可。為了獲得矩陣IA和IB或EA和EB的元素，在各情況下均使用參考等式(10)～(62)所述的TRL校準(zhǔn)的算法。針對給定校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K(其中K＝“反射”、“線”或“直通”)和波量為a1218和b1220的波的頻率f，將VNA204針對該校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K在VNA204的第y個(gè)和第x個(gè)測試端口之間所記錄的依賴于該頻率f的散射參數(shù)標(biāo)識為Sxy,K,f，其中，x＝1、2、3、4、5或6并且y＝1或2。在這種情況下，IA和IB的計(jì)算所用的TRL算法的輸入散射矩陣SI,K,f是：如果要計(jì)算矩陣EA和EB的項(xiàng)，則相應(yīng)的散射矩陣是：其中，按如下方式來計(jì)算散射參數(shù)S11,unkorr,K,f、S12,unkorr,K,f、S21,unkorr,K,f和S22,unkorr,K,f：在此還通過索引K向各校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K＝“反射”、“線”或“直通”分配值aMess,1226、bMess,1228、aMess,2230和bMess,2232，并且索引K標(biāo)識出這些校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)針對經(jīng)由測試端口206和208生成并饋送的、波量為a1、b1、a2和b2的波的頻率f的依賴。對于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)測量，這些測量波量aMess,1226、bMess,1228、aMess,2230和bMess,2232則變?yōu)閍Mess,1,K，f226、bMess,1,K，f228、aMess,2,K，f230和bMess,2,K，f232。為了例示矩陣(74)的元素如何構(gòu)成，在(79)中根據(jù)不同的波量(參見圖3)再次陳述這些元素的值。在這種情況下，然而，這仍不是TRL算法的輸入值。首先，將如下所示的，Sunkorr，K,f將被轉(zhuǎn)換成校正后的散射矩陣Sc,K,f。對于如索引K所表示的待測量的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的各標(biāo)準(zhǔn)，均存在SI,K,f和Sunkorr，K,f。這里同樣地，TRL校準(zhǔn)僅可以提供積i01i10和i23i32或者e01e10和e23e32。然而，在該方法后面的過程中，期望知曉單獨(dú)項(xiàng)EA和EB的單獨(dú)因子。為了獲得這些單獨(dú)因子，使用經(jīng)由來自I矩陣的項(xiàng)的分解的“迂回”。如果對積i01i10和i23i32進(jìn)行了正確分解，則可以利用該信息的幫助使E矩陣的項(xiàng)孤立。為了能夠執(zhí)行該i項(xiàng)的分解，利用IA和IB的特別屬性。與EA和EB相對，誤差矩陣IA和IB描述兩個(gè)互易雙端口，這是由于IA和IB描述VNA204的第一測試端口206或第二測試端口208與校準(zhǔn)面16之間的關(guān)系。因此，可以假定：以及符號的正確選擇與項(xiàng)的相位的正確確定相對應(yīng)。如果以足夠的精度知曉了一個(gè)頻點(diǎn)的相位，則可以通過進(jìn)行連續(xù)外推針對剩下的點(diǎn)無誤差地進(jìn)行確定。如果從一個(gè)頻點(diǎn)到下一頻點(diǎn)的積i01i10和i23i32的因子的相位差由此超過閾值，則將該相位差減去180°，這是由于假定單獨(dú)的頻率步長分布得足夠密集以使得正常情況下不應(yīng)超出閾值。在此必須確保點(diǎn)到點(diǎn)的單獨(dú)因子的變化的相位差小于90°，這是由于反而會(huì)不正確地執(zhí)行180°的旋轉(zhuǎn)。例如，初始相位確定可以經(jīng)由VNA的測試端口和校準(zhǔn)面16之間的電長度來執(zhí)行。還應(yīng)確保在外推至頻率f＝0的情況下該點(diǎn)處相位為0°。針對e項(xiàng)的分解選擇不同的方式。矩陣EA和EB不描述互易雙端口或當(dāng)前實(shí)際的雙端口。這些矩陣是為了描述校準(zhǔn)面內(nèi)的波量和定向耦合器200和202的輸出處的波量之間的關(guān)系而借助于各種不同的數(shù)學(xué)運(yùn)算所創(chuàng)建的。TRL校準(zhǔn)的“反射”校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是單端口標(biāo)準(zhǔn)(EUL,H.-J.；SCHIEK,B.:“Ageneralizedtheoryandnewcalibrationproceduresfornetworkanalyzerself-calibration”，MicrowaveTheoryandTechniques,IEEEtransactions39(1999年)，4月份第4期，第724-731頁)。因而，從被測器件的左側(cè)到右側(cè)沒有發(fā)生傳輸，反之亦然，即，S21,DUT＝S12,DUT＝0。因而這里以示例的方式利用校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第一端口114針對圖3所示的測試設(shè)備的左側(cè)執(zhí)行后面的計(jì)算，而利用校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20的第二端口128將該計(jì)算類似地應(yīng)用于圖3所示的測試設(shè)備的右側(cè)。在反射標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以利用如前所述的第一對誤差雙端口和第二對誤差雙端口的定義從根據(jù)圖2的信號流圖針對波aDUT，1120求出以下關(guān)系：現(xiàn)在可以根據(jù)這兩個(gè)等式來求出e10的定義：由此，是VNA204所確定出的散射參數(shù)S31,K,f的互易值?？梢愿鶕?jù)已經(jīng)使用TRL校準(zhǔn)所計(jì)算出的項(xiàng)利用(24)來確定反射標(biāo)準(zhǔn)的反射系數(shù)S11,DUT?，F(xiàn)在可以將根據(jù)TRL校準(zhǔn)所獲得的積e01e10除以來自(84)的結(jié)果。這意味著已經(jīng)確定出矩陣EA的所有四個(gè)元素并且現(xiàn)在可以利用(71)根據(jù)aMess,1,K,f226和bMess,1,K,f228來確定校準(zhǔn)面16內(nèi)的波量aDUT,1120和bDUT,1122。如已經(jīng)提及的，針對第二、第五和第六測試端口208、214和216，可以按照首先獲得EB然后再在測量中獲得aDUT,2134andbDUT,2136的順序來類似地執(zhí)行該計(jì)算。在圖4中再次以圖形的方式例示了擴(kuò)展校準(zhǔn)方法的整個(gè)序列。在塊“利用VNA的標(biāo)準(zhǔn)的測量”300中，使用不同的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)作為校準(zhǔn)面16內(nèi)的DUT20和所確定出的散射參數(shù)Sxy,K,f，其中x＝1、2、3、4、5或6并且K＝“反射”、“線”或“直通”。這些術(shù)語可用在塊“Sxy,K,f”302中。這里，該方法分為兩個(gè)分支，即，為了確定散射矩陣IA和IB的第一分支304以及為了確定散射矩陣EA和EB的第二分支306。在第一分支304中，根據(jù)塊“SI,K,f”308中的散射參數(shù)Sxy,K,f來組成矩陣SI,K,f。在塊“TRL算法”310中，使用矩陣SI,K,f作為TRL算法的輸入值并且借助TRL算法來確定項(xiàng)i00、i01·i10和i11以及項(xiàng)i22、i23·i32和i33。這可以用在塊“IA”312和塊“IB”314中。單獨(dú)項(xiàng)i01和i10的計(jì)算發(fā)生在塊“i01·i10的分解”316中。單獨(dú)項(xiàng)i23和i32的計(jì)算發(fā)生在塊“i23·i32的分解”318中。因而現(xiàn)在完全確定了誤差散射矩陣IA和IB的單獨(dú)項(xiàng)i00、i01、i10和i11以及i22、i23、i32和i33。在第二分支306中，在塊“Sunkorr，K,f”320中根據(jù)散射參數(shù)Sxy,K,f來組成矩陣Sunkorr，K，f。在塊“校正”322中，借助于校正根據(jù)該散射矩陣Sunkorr，K，f來確定校正后的散射矩陣Sc,K,f，這在以下將更詳細(xì)地說明，然后該校正后的散射矩陣Sc,K,f可用在塊“Sc,K,f”324中。然后該校正后的散射矩陣在塊“TRL算法”326中用作TRL算法的輸入值，其中利用TRL算法來確定誤差散射矩陣EA和EB的項(xiàng)e00、e01·e10和e11以及項(xiàng)e22、e23·e32和e33，并且這些項(xiàng)可用在塊“EA”328和塊“EB”330中。單獨(dú)項(xiàng)e01和e10的計(jì)算發(fā)生在塊“e01·e10的分解”332中，其中以此為目的而饋送來自塊316的結(jié)果，即，項(xiàng)i01和i10。單獨(dú)項(xiàng)e23和e32的計(jì)算發(fā)生在塊“e23·e32的分解”334中，其中以此為目的而饋送來自塊318的結(jié)果，即，項(xiàng)i23和i32。然后，四個(gè)誤差散射矩陣EA和EB以及IA和IB的所有單獨(dú)項(xiàng)因而可用在塊“完全確定的誤差矩陣”336中。校準(zhǔn)完成并且四個(gè)誤差散射矩陣EA和EB以及IA和IB的單獨(dú)項(xiàng)可以用于測量結(jié)果的校正。在涉及利用這里所述的裝置來執(zhí)行實(shí)際測量的情況下，面對通常僅可針對最多四個(gè)測試端口使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的挑戰(zhàn)。然而，根據(jù)圖3，VNA需要六個(gè)測試端口。由于不需要與第五測試端口214和第六測試端口216同時(shí)記錄第三測試端口210和第四測試端口212處的波量，因此該問題是可以避免的。由此，VNA的兩個(gè)測試端口206和208在測試裝置的校準(zhǔn)面內(nèi)的DUT20的第一端口114和第二端口128處是永久使用的，而VNA的其它兩個(gè)測試端口用于首先是aMess,1226和bMess,1,228然后是aMess,2230和bMess,2232的順次測量。在各情況下，為了避免結(jié)果的失真，必須以無反射的方式停用定向耦合器200和202的未接觸端口。下面是用以獲得校正后的散射矩陣Sc,K,f的針對散射矩陣Sunkorr，K,f的校正的說明。在到此所說明的計(jì)算方法中，以服從于以下條件的方式來使用散射參數(shù)：然而，由于各種原因，可以存在a2不等于零的情況。在這種情況下，必須在所確定出的商實(shí)際上表示散射參數(shù)S11之前利用該影響來校正該商如果在裝置中沿正向和反向兩者來執(zhí)行測量，則所使用的VNA204的信號源必須切換為第一測試端口206或切換為測試端口208。通常為50Ω的終端電阻器在各情況下均連接至未受激勵(lì)的端口。然而，不能保證兩個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)下的源和終端顯示相同的針對各測試端口的匹配。由于這些干擾影響傳統(tǒng)上是作為上述的切換的結(jié)果而發(fā)生的，因此所需的校正因子被稱為切換項(xiàng)(MARKS,RogerB.,“FormulationsoftheBasicVectorNetworkAnalyzerErrorModelincludingSwitchTerms”，ARFTGConferenceDigestFall,1997年第50版第32卷第115-126頁)。在這里所指的裝置中，切換項(xiàng)由于外部定向耦合器的使用而尤其重要。這些切換項(xiàng)的非理想定向性確保了例如即使在VNA204要顯示針對第二測試端口208的完全匹配的情況下仍與第一測試端口206處的饋入無關(guān)地記錄不同于0的aMess,2230。這意味著測量結(jié)果會(huì)造成盡管僅存在從DUT20進(jìn)入VNA204的第二測試端口208(bDUT，2136)的波但在這種情況下也存在從VNA的第二測試端口208進(jìn)入DUT20的波(aDUT，2134)的印象。在這種情況下經(jīng)過定向耦合器去耦之后的波bDUT，2136的一部分還進(jìn)入定向耦合器的連接至VNA204的第五測試端口214的輸出。在為理想定向耦合器的情況下，去耦后的分量bDUT，2136將僅進(jìn)入VNA204的第六測試端口216處的耦合器輸出。實(shí)際中經(jīng)常出現(xiàn)的耦合器的非理想性質(zhì)可以通過切換項(xiàng)的使用來得到補(bǔ)償。如果，為了簡便，通常將(74)寫成：則根據(jù)MARKS,RogerB.,“FormulationsoftheBasicVectorNetworkAnalyzerErrorModelincludingSwitchTerms”，ARFTGConferenceDigestFall,1997年第50版第32卷第115-126頁，經(jīng)由通過使用切換項(xiàng)所校正的散射矩陣Sc,K,f，得到：其中，D＝1-σ12σ21ΓF，K,fΓR,K,f，描述在將波饋送通過VNA的第一測試端口時(shí)第二定向耦合器的輸出處所測量到的傳播波與反射波的比例，并且描述在將波饋送通過VNA的第二測試端口時(shí)第一定向耦合器的輸出處所測量到的傳播波與反射波的比例。Sxy,K,f再次代表VNA204所測量到的散射參數(shù)。通過ΓF，K,f和ΓR,K,f來表示定向耦合器200和202的有限方向性。必須針對各頻率步長f并且針對各校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)K單獨(dú)地執(zhí)行校正。由于在這種情況下VNA204已經(jīng)供給了正確計(jì)算出的散射參數(shù)(S11,K,f、S12,K,f、S21,K,f和S22,K,f)，因此不需要針對矩陣IA和IB的計(jì)算來執(zhí)行該校正。類似于圖3(校準(zhǔn)裝置)，圖5示出用于記錄時(shí)域中的測量值的裝置。利用與圖3相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識具有相同功能的部分，由此可以參考以上針對圖3的描述來說明這些部分。代替VNA，這里使用具有第一通道402、第二通道404、第三通道406和第四通道408的示波器400。第一通道402和第二通道404在各種情況下連接至第一定向耦合器200的輸出并且第三通道406和第四通道408在各情況下連接至第二定向耦合器202的輸出。這樣，如圖5所示，現(xiàn)在可以將形式為電壓v3410、v4412、v5414和v6416的去耦后的波分別記錄在第一通道402、第二通道403、第三通道404和第四通道406上。信號源418選擇性地連接至第一定向耦合器200或第二定向耦合器202并且在第一定向耦合器200處饋入波量為a1218的波且在第二定向耦合器202處饋入波量為a2222的波。在各情況下，另一定向耦合器202或200則連接至終端電阻器Z420。為了使校準(zhǔn)維持其有效性，利用虛線所表示的裝置的部分在利用VNA204進(jìn)行了校準(zhǔn)之后可以不再發(fā)生變化。否則，所確定出的誤差項(xiàng)將不再描述測試端口和DUT面之間的正確關(guān)系。然而，與此相對，信號源418和終端電阻器420以及它們到各定向耦合器200和202的連接線纜的變化對校準(zhǔn)系數(shù)的有效性沒有影響。以下，描述如何根據(jù)示波器400的通道一至四402、404、406和408上的耦合器的輸出處的、在時(shí)域中測量到的電壓來確定校準(zhǔn)面16內(nèi)的電流和電壓。以此為目的，在各情況下首先以時(shí)間增量對所記錄的電壓v3410、v4412、v5414和v6416進(jìn)行插值，其中利用fmax來描述可以使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的最高頻率。如果將通道i上所測量到的電壓指定為vi，其中i＝3、4、5和6，則這些電壓現(xiàn)在可以表示為矢量{vi(k·Δt)}。在此，k指定遍及全部N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的運(yùn)行索引，其中k＝1,...,N。然后執(zhí)行短時(shí)傅立葉變換。由此，STFT的窗的寬度應(yīng)包括m個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。例如，將矢量vi的前m個(gè)元素變換到頻域中：{Vi(l·Δf)}＝FFT{vi(n·Δt)}(88)對于運(yùn)行索引l和n(l,n＝1,...,m)兩者，變換之后的頻點(diǎn)的數(shù)量與時(shí)域中的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量相對應(yīng)。以下是針對頻率增量的結(jié)果：通過插值，誤差矩陣EA和EB的元素同樣與該頻率增量相匹配。通過FFT，矢量Vi首先表示對稱頻譜，該對稱頻譜的的元素描述頻域0≤f≤fmax，而的元素表示-fmax≤f≤0的負(fù)頻率。由于這里僅考慮實(shí)數(shù)，因此僅考慮f≥0的頻率分量就足夠了。還假定時(shí)域測量所使用的示波器400的輸入或通道402、404、406和408具有作為線纜自身的阻抗Z0，由此不存在從測試設(shè)備返回的波。在針對VNA204的測試端口206、208、210、212、214和216的校準(zhǔn)中已經(jīng)進(jìn)行了同樣的假定。波量則可以利用下式來計(jì)算：現(xiàn)在可以利用(71)和(72)將這些波量轉(zhuǎn)換成DUT20的校準(zhǔn)面16內(nèi)的波量。最后根據(jù)這些波量使用以下等式來計(jì)算校準(zhǔn)面16內(nèi)的電流和電壓：由于TRL校準(zhǔn)的屬性，因而可以使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的頻域是有限的(參見等式(10))。在剛才在頻域中所計(jì)算出的電流和電壓矢量中，描述低于最低校準(zhǔn)頻率的頻率的元素因此被歸零。這確保了沒有值存在于該頻域中，由此在任何情況下不會(huì)計(jì)算沒有意義的數(shù)據(jù)。在然后將這些矢量變換回時(shí)域的之前，必須首先對這些矢量進(jìn)行鏡像處理以使得這些值再一次表示對稱頻譜。在對這些值進(jìn)行傅立葉逆變換之后，最后得到與被測器件有關(guān)的時(shí)間離散的電流和電壓，如輸入值那樣，這些離散的電流和電壓再次以增量為Δt的k個(gè)步長而呈現(xiàn)：uDUT，1(k·Δt)＝IFFT{UDUT，1(l·Δf)}(98)iDUT，1(k·Δt)＝IFFT{IDUT，1(l·Δf)}(99)uDUT，2(k·Δt)＝IFFT{UDUT，2(l·Δf)}(100)iDUT，2(k·Δt)＝IFFT{lDUT，2(l·Δf)}(101)然后上述的窗向前移動(dòng)h點(diǎn)并且對下一個(gè)塊進(jìn)行變換和計(jì)算。盡管利用示波器執(zhí)行了時(shí)域中的實(shí)際測量，但由于網(wǎng)絡(luò)分析儀使得能夠?qū)崿F(xiàn)更大的動(dòng)態(tài)范圍，因此利用網(wǎng)絡(luò)分析儀來執(zhí)行校準(zhǔn)。