在片S参数计量比对结果浅析

中国电子科技集团公司第十三研究所作为主导实验室开展了在片S参数计量比对工作,对参比实验室提交的在片S参数测量结果进行了汇总分析,并用E_n值对各参比实验室测量结果进行了评价。通过在片S参数计量比对,确保了量值传递的准确、可靠,特别是对在片S参数测量不确定度的主要来源统一了认识。同时也为业内提供了在片S参数测量一致性的比较平台。

宽带在片SOLT校准件研制及表征

针对在片S参数校准,设计制作GaAs衬底SOLT校准组件,通过计算方法对校准组件中直通、开路、短路和负载校准件中偏置传输线的时延和损耗进行定义,运用基于NIST muiline TRL校准的测量方法对校准组件中开路校准件电容和短路校准件电感参数进行提取,结合直流电阻测试法测试负载阻值大小,实现对SOLT校准组件的完整表征。最后用自行研制并表征的SOLT校准组件校准在片S参数测试系统,通过测量无源器件验证校准效果,将测量结果与NIST multilineTRL校准后的测量结果比较,在20 GHz内传输幅度最大偏差0.1 dB,传输相位最大偏差3.5°。

单片电路晶体管模型参数提取专用TRL校准件

为了满足GaAs微波单片晶体管模型参数精确提取需求,论文开展了在GaAs衬底上制作专用TRL校准件的研究工作,该专用校准件在设计过程中,综合考虑了介质材料、测量端口探针至微带线过渡等要素,使校准后在片S参数测量的参考平面更加接近晶体管管芯,从而获得了微波单片晶体管真正管芯模型参数。为了对校准效果进行验证,制作了在片无源检验件,通过测量结果与电磁场仿真数值的对比,证实了该专用校准件满足模型参数提取的测量要求。

在片功率参数校准方法研究

针对在片功率参数的校准需求,分析如何通过矢量方法修正由于微波探针和功率计引入的失配误差,并推导相关修正公式。同时对在片功率测量矢量修正中涉及的微波探针S参数提取方法做介绍,并将试验提取的S参数与微波探针的出厂数据比较。最后将在片功率参数测量的矢量修正数据分别与标量修正数据和未修正数据比较,结果表明,在40GHz内,运用矢量修正得到的在片功率参数测量结果准确度较未修正结果提高0.4d B,较标量修正结果提高0.1d B。

一种对在片测量系统中串扰误差进行修正的新型校准方法

现有高频段在片S参数校准方法有16-term误差模型校准方法和基于多线TRL的二次串扰修正算法,它们对测试系统之间的串扰误差进行了较好的表征。提出了一种新型校准方法,即把测试系统之间的串扰等效为一个与被测件并联的二端口网络。整个校准方法一共分为两步,第一步采用常规的SOLR校准方法得到基本8项误差模型,第二步通过测量一个串扰标准件(可以是SOLR中的开路校准件)完成对串扰误差的表征。仿真和测试结果表明,新型校准方法准确度可达到16-term误差模型的准确度,并对串扰误差具有相当的抑制效果。同时,新模型方法只需使用4个校准件,数量少于传统16-term误差模型方法,在保证准确度的前提下,提高了测试效率。