论文摘要：微波网络多模校准和快速扫频测量技术研究

校准和扫频测量是微波网络分析仪器的两项关键技术。在高速数字电路的片上测试和信号完整性测量中，通常需要将矢量网络分析仪的测量参考平面校准到多导体多模端口，以获得广义多模散射被测网络的参数。另一方面，在微波器件的工厂检查或高分辨率微波成像中，迫切需要使用快速扫描微波幅度和相位测量仪器进行大量的重复频率扫描测量。针对这些新的需求，在这两方面进行了一些理论和实验工作。提出了一种适用性更广、操作简单的多模TRL标定方法。该方法首先通过传统的单模校准将测量参考平面传输到矢量网络分析仪的同轴端口；则分两种情况处理，对于耦合带状线等无退化模的多导体传输线网络，改进的多模TRL标定方法利用单模标定后误差网络的广义互易性显着降低反射标准的要求。事实上，一个简单的开路反射器就可以满足大多数应用。并且使用该矩阵元素之间的相位关系消除了校准中的符号模糊性。对于耦合微带线等具有简并模式的多导体传输线网络，改进的多模TRL校准方法需要专门设计反射标准，使多模反射系数矩阵为对角线元素不等的对角矩阵.然后使用此对角线特征和误差网络的广义互易性通过两个特征值分解来完成校准。三导体微带耦合线、两导体非对称带状耦合线和两导体对称微带线网络的仿真和实验验证了改进后的多模校准方法能够正确处理各种传输线条件。此外，还指出了多模TRL校准中校准标准的设计准则。另一方面，研究了线性扫频源激励。快速扫频幅度和相位测量系统。基于分数分频锁相环相位模型的线性化假设，利用拉普拉斯变换终值定理证明，如果分数分频器的时序逻辑设计合理，锁相环可以控制振荡器实现线性扫频，得到扫频带宽、扫频周期和分频数相关的设计公式。分析了线性化相位模型中被忽略的因素引起的扫频偏差，指出了降低频偏的途径。通过线性扫频源的系统级暂态行为仿真验证了分频器的设计公式和环路参数的设计准则。推导出幅相测量系统的中频信号是线性扫频微波源激发时携带被测网络频率响应信息的正弦调幅调相信号。比较了四种AM和PH解调方法在不同调制带宽和信噪比下的性能，得出正交解调方法适用于精度更高、硬件更少的快速扫频幅相测量系统。资源消耗。解调方法。在X波段设计了一种分数分频锁相线性扫频源，利用过零检测方法推断相对中心扫频源的频率精度优于10-6个数量级。利用所设计的线性扫描源，构建了一个双通道快速扫描微波幅度和相位测量系统。虽然开发的系统由于接收通道不足，无法进行完整的矢量校准，但经过合理配置隔离器后的相位测量结果与商用矢量网络分析仪相当。非常一致，说明开发的测量系统不仅测量速度快，而且可以达到更好的测量精度。

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