本實用新型涉及測試儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種開路器校準(zhǔn)件。

背景技術(shù)：

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種主要的微波測量工具，廣泛用于射頻微波器件的特性測量中，如衰減器、濾波器、功分器等無源器件及放大器等有源器件的測試。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀區(qū)別于其他儀器的重要特征是需要復(fù)雜的校準(zhǔn)算法，常見的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)方法有SOLT方法及TRL方法。

SOLT方法主要應(yīng)用于同軸系統(tǒng)測試，如最常見的接口為SMA的待測器件。SOLT校準(zhǔn)方法即采用開路(Open)，短路(Short)及負(fù)載(Load)三個校準(zhǔn)件完成單端口校準(zhǔn)，對于二端口網(wǎng)絡(luò)還需要直通(Thru)校準(zhǔn)件。在校準(zhǔn)過程中，系統(tǒng)的精度非常依賴校準(zhǔn)件，校準(zhǔn)件的精度直接決定了測量結(jié)果的精度。對于單端口網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)時使用的三個校準(zhǔn)件，其中短路器由于本身的特性，其偏離理性短路器的偏差非常小，在大多數(shù)情況下可以忽略不計；負(fù)載校準(zhǔn)件的主要指標(biāo)為回波損耗，現(xiàn)在設(shè)計良好的負(fù)載校準(zhǔn)件在整個頻段內(nèi)的回波損耗>40dB，滿足了大部分測試要求；開路器校準(zhǔn)件由于邊緣電容的存在很難準(zhǔn)確的刻畫出其特性，在校準(zhǔn)的過程中，必須將開路器校準(zhǔn)件的校準(zhǔn)電容予以補(bǔ)償，即校準(zhǔn)過程中去除開路器邊緣電容的影響，但是在實際操作中，由于操作過程不同，往往會引入誤差，影響校準(zhǔn)效果。

由上面描述可知，降低或去除開路器校準(zhǔn)件邊緣電容成為了提高矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀精度和可靠性的有效研究方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種開路器校準(zhǔn)件。

一種開路器校準(zhǔn)件，包括外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體，,外導(dǎo)體為空心殼體，其內(nèi)部具有錐形腔室；內(nèi)導(dǎo)體為實心錐形芯體；內(nèi)導(dǎo)體同軸安裝在外導(dǎo)體的錐形腔室內(nèi)，且外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體的開始端的端面為大直徑端，且處在同一端面上，其中沿開路器校準(zhǔn)件軸向，任意一個徑向截面上外導(dǎo)體的內(nèi)徑與內(nèi)導(dǎo)體外徑的比值為定值。

進(jìn)一步的，開孔器校準(zhǔn)件還包括屏蔽罩，屏蔽罩固定安裝在外導(dǎo)體的結(jié)束端上。

進(jìn)一步的，外導(dǎo)體開始端設(shè)有外螺紋，內(nèi)導(dǎo)體開始端的端部開有插孔，開路器校準(zhǔn)件可通過外螺紋旋緊安裝在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口上，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口的插針插入插孔內(nèi)。

進(jìn)一步的，外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體的結(jié)束端平齊設(shè)置。

進(jìn)一步的，在開路器校準(zhǔn)件的軸線上，內(nèi)導(dǎo)體的結(jié)束端至開始端的距離小于外導(dǎo)體的結(jié)束端至開始端的距離。

進(jìn)一步的，開路器校準(zhǔn)件還包括絕緣內(nèi)部支撐件，內(nèi)導(dǎo)體通過內(nèi)部絕緣支撐件固定在外導(dǎo)體的錐形腔室內(nèi)。

進(jìn)一步的，內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體的材質(zhì)均為黃銅，且表面鍍金處理。

本實用新型的一種降低開路器校準(zhǔn)件邊緣電容的方法及開路器校準(zhǔn)件，具有以下有益效果：

1、將外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計成錐形結(jié)構(gòu)，有效降低了兩導(dǎo)體結(jié)束端的邊緣電容，減小矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量誤差；

2、沿開路器校準(zhǔn)件軸向，任意一個徑向截面處上外導(dǎo)體錐形腔室的外徑與內(nèi)導(dǎo)體外徑之比為定值，保持校準(zhǔn)件的傳輸阻抗值為定值；

3、外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體的材質(zhì)均為黃銅，且表面鍍金處理，提高導(dǎo)電性能；

4、外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體通過由聚四氟乙烯制成的內(nèi)部絕緣支撐件固定兩者之間的位置，不影響電磁波的傳輸。

附圖說明

為了更清楚的說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本實用新型開路器校準(zhǔn)件的裝置圖；

圖2為本實用新型開路器校準(zhǔn)件的剖視圖(一)；

圖3為本實用新型開路器校準(zhǔn)件的剖視圖(二)；

圖4為本實用新型開路器校準(zhǔn)件中絕緣支撐件的結(jié)構(gòu)圖(一)；

圖5為本實用新型開路器校準(zhǔn)件中絕緣支撐件的結(jié)構(gòu)圖(二)；

圖6為本實用新型第一個實施例的等效電路圖；

圖中：1-外導(dǎo)體、2-內(nèi)導(dǎo)體、3-錐形腔室、4-屏蔽罩、5-外螺紋、6-插孔、7-絕緣支撐件。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

一種開路器校準(zhǔn)件，如圖1與圖2所示，包括外導(dǎo)體1、內(nèi)導(dǎo)體2，外導(dǎo)體1為空心殼體，其內(nèi)部具有錐形腔室3；內(nèi)導(dǎo)體2為實心錐形芯體；內(nèi)導(dǎo)體2同軸安裝在外導(dǎo)體1的錐形腔室3內(nèi)，且外導(dǎo)體1和內(nèi)導(dǎo)體2的開始端的端面為大直徑端，且處在同一端面上，其中沿開路器校準(zhǔn)件軸向，任意一個徑向截面上外導(dǎo)體1的內(nèi)徑與內(nèi)導(dǎo)體2外徑的比值為定值。優(yōu)選的，外導(dǎo)體1與內(nèi)導(dǎo)體2的結(jié)構(gòu)均為圓錐形。

具體的，開路器校準(zhǔn)件還包括屏蔽罩4，屏蔽罩4固定安裝在外導(dǎo)體1的結(jié)束端上，設(shè)置屏蔽罩4可防止電磁波對外輻射，本實施例對屏蔽罩4的形狀不做具體限制，現(xiàn)有的開路器校準(zhǔn)件中的屏蔽罩4結(jié)構(gòu)便可使用在本實施例中，優(yōu)選的，屏蔽罩4的形狀為圓柱體。

具體的，開路器校準(zhǔn)件的外導(dǎo)體1開始端設(shè)有外螺紋5，內(nèi)導(dǎo)體2開始端的端部開有插孔6，開路器校準(zhǔn)件可通過外螺紋5旋緊安裝在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口上，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口的插針插入插孔6內(nèi)，開路器校準(zhǔn)件的開始端結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的同軸開路器校準(zhǔn)件相同，可直接安裝在現(xiàn)有的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上進(jìn)行測試校準(zhǔn)，不需要專門設(shè)置與本實施例配套的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口。由于本實施例的開路器校準(zhǔn)件外部形狀為錐形結(jié)構(gòu)，并在錐形結(jié)構(gòu)的末端設(shè)置屏蔽罩4，由于屏蔽罩4的端面大于錐形結(jié)構(gòu)的末端端面，所以在使用時易發(fā)生損壞或折斷的情況，故優(yōu)選的，在開路器校準(zhǔn)件的外部由絕緣材質(zhì)包覆，將外部形狀改變成圓柱狀，這種形狀在使用時，即便于拔插，且不易折斷，增長了開路器校準(zhǔn)件的使用壽命。

具體的，如圖2所示，開路器校準(zhǔn)件的外導(dǎo)體1與內(nèi)導(dǎo)體2的結(jié)束端平齊設(shè)置。

具體的，如圖3所示，在開路器校準(zhǔn)件的軸線上，內(nèi)導(dǎo)體2的結(jié)束端至開始端的距離小于外導(dǎo)體1的結(jié)束端至開始端的距離，即外導(dǎo)體1的長度大于內(nèi)導(dǎo)體2的長度，這種結(jié)構(gòu)在上述的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，更加減小邊緣電容對測量結(jié)果的影響，提高開路器校準(zhǔn)件的測量精度。

具體的，開路器校準(zhǔn)件還包括內(nèi)部絕緣支撐件7，內(nèi)導(dǎo)體2通過內(nèi)部絕緣支撐件7固定在外導(dǎo)體1的錐形腔室3內(nèi)，本實施例中，對內(nèi)部絕緣支撐件7的具體形狀不做限定，只需達(dá)到內(nèi)導(dǎo)體2與外導(dǎo)體1之間相互固定，如圖4與圖5所示為本實施例列舉的兩種固定方式；內(nèi)部絕緣支撐架的材質(zhì)為絕緣材質(zhì)即可，優(yōu)選的，選用聚四氟乙烯材料制成。

具體的，為了使開路器校準(zhǔn)件的內(nèi)導(dǎo)體2與外導(dǎo)體1具有更好的導(dǎo)電性能，將內(nèi)導(dǎo)體2與外導(dǎo)體1的材質(zhì)均設(shè)置為黃銅，且在內(nèi)導(dǎo)體2與外導(dǎo)體1的表面上鍍金處理。

對于開路器校準(zhǔn)件的特性阻抗分析如下：

取傳輸線上長度很小的一段，其長度為Δz,則其等效電路如圖6所示，設(shè)定R(z)為在z處單位長度的串聯(lián)電阻，L(z)為在z處單位長度的串聯(lián)電感，G(z)為在z處單位長度的并聯(lián)電導(dǎo)，C(z)為在z處單位長度的并聯(lián)電容，i(z,t)、v(z,t)分別為加載到這一微小傳輸段的電流及電壓，所以在Δz處，電阻、電感、電導(dǎo)、電容值分別為RΔz、LΔz、GΔz、CΔz；i(z+Δz,t),v(z+Δz,t)，分別為輸出端的電流及電壓信號函數(shù)，則這一小段傳輸線滿足電報方程，即：

其中，當(dāng)假設(shè)傳輸線近似零損耗的時候(對于開路器校準(zhǔn)件來講，計算阻抗時可忽略損耗)，此時，這一微小段傳輸線阻抗為：

其中：

μ為磁導(dǎo)率，D(z)為外導(dǎo)體在z處的直徑，d(z)為內(nèi)導(dǎo)體在z處的直徑，ε為介電常數(shù)。從而

即特性阻抗僅僅與外導(dǎo)體直徑與內(nèi)導(dǎo)體直徑的比值有關(guān)。當(dāng)傳輸線D(z)/d(z)的值為定值時，則傳輸線的阻抗也為定值。

具體的，將外導(dǎo)體直徑D(z)與內(nèi)導(dǎo)體直徑d(z)的函數(shù)設(shè)置為直線函數(shù)。

具體的，在開路器校準(zhǔn)件的軸線上，內(nèi)導(dǎo)體的軸線結(jié)束端至軸線開始端的距離小于外導(dǎo)體的軸線結(jié)束端至軸線開始端的距離，即外導(dǎo)體的長度大于內(nèi)導(dǎo)體的長度，這種結(jié)構(gòu)在上述的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，更加減小邊緣電容對測量結(jié)果的影響，提高開路器校準(zhǔn)件的測量精度。

整個開路器校準(zhǔn)件，使內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體的開始端截面面積大于結(jié)束端的截面面積，結(jié)束端的截面面積減小，可有效降低電容的邊緣效應(yīng)，使矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在校準(zhǔn)時，不會出現(xiàn)較大偏差，也進(jìn)一步的減少矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對外部儀器的測量誤差。

以上借助具體實施例對本實用新型做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對本實用新型的實質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改，都屬于本實用新型所保護(hù)的范圍。