一种多端口矢量网络分析仪误差校准简化方法

本文提出了一种2n通道n端口矢量网络分析仪（VNA）误差模型和校准方法,在4n项误差模型的基础上根据矢量网络分析仪的实际硬件结构,引入了串话误差和开关误差,从而构造了更加符合实际情况的误差模型。本文给出了新引入误差项的校准方法和修正过程,最终推导出了矩阵形式的散射参数表达式及测量结果的修正公式。对一个四端口待测器件的散射参数（S参数）进行了实际测量,利用本文方法对原始数据进行校正,其结果与商用VNA进行对比,证明了本文方法的正确性。     

波导器件网络参数的误差修正方法研究

分析了网络分析仪同轴校准后测量波导器件的主要误差来源,提出了一种适用于波导器件网络参数的误差修正方法。波导-同轴转换是双端口网络分析仪同轴校准后测量波导器件网络参数的最大误差来源。通过分析研究网络分析仪基本校准原理和全二端口校准误差模型,将波导-同轴转换引入的误差项与待测网络构建误差信号流程图,通过已知波导匹配负载和波导短路器的网络参数建立误差修正方程,求解误差修正方程得到待测波导器件的精确网络参数。该修正方法应用于X波段波导器件的测量,结果表明:待测器件传输损耗的修正结果与真值最大偏差小于0.1 dB,电压驻波比的修正结果与真值的最大偏差小于0.05。     

利用矢量网络分析仪去除和嵌入S参数网络

本文介绍了一种修正矢量网络分析仪误差系数的方法,供用在经标准分析仪校准之后得到的各种参考面上进行S参数测量。该方法允许从由网络分析仪获取的测量结果中去除二端口 S参数网络。通过在分析仪上修正误差系数,可以实时现察去嵌入后的测量结果。此外,相同的测试程序可用来将虚拟网络嵌入 S参数测量。该方法可直接用于经传统短路、开路、负载、直通(SOLT)校准方法校准过的任何矢量网络分析仪(VNA)     

基于三端口网络的互感器电压系数测量方法

为消除电压互感器串联加法中屏蔽泄漏和临近干扰对电压系数测量带来的误差,提出一种基于三端口网络的针对双级互感器串联的电压系数测量方法.首先,通过分析互感器串联加法测量中附加误差的类型和来源,基于双级电压互感器串联建立了考虑附加误差的无源线性三端口网络电压比例量值模型,利用电路理论证明了该三端口网络模型的输出响应具有线性可...     

基于神经网络的三端口DC-DC变换器解耦控制策略

针对隔离型三端口有源全桥变换器(TAB)存在的实用性问题,提出一种基于神经网络的解耦控制策略。传统的TAB解耦方法主要包括硬件解耦和软件解耦,硬件解耦通过改变电路拓扑消除耦合,工作模式相对固定,而软件解耦则相对灵活。但软件解耦控制需用查表法来获得与系统运行点密切相关的解耦矩阵,该方法在系统工况复杂时存在表格维数过大、实用性不高的问题。针对该问题,提出了基于神经网络的解耦矩阵在线计算方法,有效地降低了解耦算法的空间复杂度。其次,传统的TAB恒压端口采用端口直流内环加端口电压外环的控制方法,其中端口直流电流内环用于实现端口间的解耦控制。该方法中控制回路的设计依赖于负载动态特性,在负载动态特性未知时控制器无法设计。针对该问题,采用端口电压单环控制,并利用端口直流电流的低频分量来计算解耦矩阵,提高了解耦控制算法对不同负载的适应性。通过对负载变化的情况进行仿真,仿真结果表明,该方法消除了端口间的耦合关系,提高了系统的动态响应速度。     

罗德与施瓦茨公司推出100kHz到40GHz多端口VNA

正罗德与施瓦茨公司新推出的RS?ZNBT40是一款能在100 kHz～40 GHz频率范围内配置多达24个测量端口的矢量网络分析仪(VNA),产品开发人员可以用它测量像5G阵列天线这样的多端口器件。RS~? ZNBT40的多端口结构不仅适合于测量多端口器件,还能在生产线上同时测量多个被测器件(DUT),帮助用户提高生产效率。罗德与施瓦茨公司确保RS~? ZNBT40的所有24个端口都达到所标定的性能指标,与RS~? ZNBT40同时推出的还有     

具备高增益的非隔离三端口变换器

提出了一种具备高增益的非隔离三端口变换器,变换器三个端口分别连接光伏电池、蓄电池和负载。变换器任意两个端口间可以实现电压的调节和功率的流动,通过蓄电池的充电和放电,能够补偿光伏电池与负载之间的功率不平衡,实现对负载连续稳定的供电。此外,通过引入开关电容电路,变换器具备高压输出能力。最后,论文给出了变换器的工作原理和稳态分析,并在此基础上进行了实验验证,结果证明了理论分析的正确性以及变换器的可行性。     

基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模

逆变器中功率器件的高速开关动作会引起严重的电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题,通常使用EMI滤波器抑制电磁干扰。由于噪声源阻抗和负载阻抗对EMI滤波器的滤波效果有较大影响,为了准确提取逆变器的噪声源阻抗和负载阻抗,文中研究基于高通滤波测试的逆变器端口共模干扰建模方法。发展基于时域波形分析的高通滤波电路设计方法,有效获取高频段电磁噪声频谱的幅值信息和相位信息。建立逆变器输入侧的端口共模干扰等效模型,并提出一种共模源阻抗的求解方法,计算过程中不对噪声源的相位进行约束。通过测试端口共模电压和共模电流,采用优化算法提取逆变器输入侧的共模源阻抗和共模负载阻抗。最后通过实验验证所建立的逆变器端口共模干扰模型。     

晶体管检波的六端口测量系统整体校准技术

本文提出了用肖特基低势垒二极管检波器检测功率的六端口测量系统整体校准的新方法。根据六端口相对功率理论即对某一负载各端口相对功率比值不随输入功率变化,由最小二乘法得到检波器的特征参数,结合国标准法,确定六端口网络的系统常数。与拟合校准方法的比较证实了该方法的有效性。测量结果表明,该测试系统达到了与采用热敏电阻进行功率检测的测量系统相当的测量精度。     

三端口直流微网母线电压控制器及 多目标控制

提出一种混合储能三端口直流微网母线电压控制器及多目标控制方法。三端口母线电压控制器采用LCLC多谐振结构,可对基频和三倍频能量进行传递,提高能量传递效率。谐振腔电流为基频和三倍频电流的叠加,有效地降低了谐振腔电流峰值。针对LCLC多谐振三端口双向DC-DC变换器中变压器漏感导致超级电容端口与蓄电池端口之间存在功率耦合,无法实现独立控制的问题,建立了端口间的功率耦合模型,并提出了从变换器硬件参数以及驱动频率选择的角度出发减小功率耦合的方法。此外,提出了一种驱动频率最优化控制方法,根据变换器的输出功率调节工作频率,以保证变换器全负载范围内的软开关以及效率最优。同时,提出了兼顾直流母线电压波动快速调节、混合储能能量分配以及三端口变换器驱动频率最优的多目标控制策略。最后,设计一台1.5 kW实验样机,并模拟了直流微网功率波动实验场景。实验结果验证了拓扑结构、参数设计、三端口变换器多目标控制方法的可行性和有效性。     

柔性多状态开关模型预测协同控制策略

柔性多状态开关(FMSS)作为一种新型电力电子装置能够部分替代配电网中传统联络开关,实现潮流的不间断灵活调控,优化电压分布。探讨了三端FMSS在配电网中的几种可能接入拓扑及工作模式,建立了三端FMSS的动态数学模型,结合三端控制约束提出了三端FMSS模型预测协同控制策略。该策略具有原理清晰、实现简单、动态响应速度快等优点,避免了传统比例—积分(PI)双闭环控制策略存在的控制结构复杂、PI参数较多且整定困难的问题。基于模型预测控制对各端口UdcQ控制模式、PQ控制模式,以及Uacf控制模式进行了具体算法实现。为了验证所提方案的有效性,在MATLAB/Simulink环境下搭建了三端FMSS仿真模型,不同工况下的仿真结果验证了所提三端FMSS模型预测协同控制策略能够有效实现多端口间的协同控制,发挥FMSS的调节功能,为FMSS的配电网应用提供灵活的解决方案。     

微波放大器输出端热态网络参数测量方法研究

针对微波放大器热状态下网络参数的测试难题,分析了传统负载牵引法和矢量网络分析仪冷态测试法的优缺点,提出了一种基于双源矢量网络分析仪的放大器输出端热态网络参数测量方法.通过控制矢量网络分析仪内部双源频偏,使放大器工作频率和测试频率保持微小偏移并同步扫描,在常规双端口条件下校准即可实现放大器功率输出端的热态网络参数的直接测量.给出了热态网络参数测试的注意事项,且该方法已经应用在了国产矢量网络分析仪产品功能选项上.     

A simple CAD-based method to develop and evaluate calibration standards

The vector network analyzer (VNA) is one of the tools most commonly used by microwave engineers for component characterization and modeling. It allows the reflection and transmission coefficients to be quickly and efficiently measured. With any VNA measurement, it is important for the engineer to know and understand the error associated with a measurement. A key component of this measurement error comes from the quality of the VNA calibration. In this article, we review the fundamentals of VNA calibration and the 12-term error model. We outline the basic short-open-load-through (SOLT) calibration technique and a simple computer-aided design (CAD)-driven program to aid in the extraction and evaluation of SOLT calibration coefficients. The CAD-driven technique is useful because it allows calibration accuracy to be efficiently evaluated over frequency. It also allows for the systematic evaluation of process variation effects on the accuracy of on-wafer-calibration (OWC).     

矢量网络分析仪硬件性能对测量结果的分析

不断改进的校准方法和校准件的性能极大地提高了矢量网络分析仪的测量精度,但随着矢量网络分析仪测量频率范围的进一步拓宽,矢量网络分析仪的硬件性能逐渐成为了影响测量精度的关键因素。本文以单端口矢量网络分析仪为例,分析了3个系统误差项对测量结果的影响。这3项系统误差都是由矢量网络分析仪硬件性能的不完善引起的,分别是由定向耦合器引起的方向性误差、激励信号源到测试端口的损耗及定向耦合器的耦合度引起的反射跟踪误差、激励信号源的阻抗不匹配引起的源匹配误差。通过分析理清了其对测量结果的影响机理,该结论对于改进矢量网络分析仪的性能具有指导性意义。     

配网高压电能计量装置整体校准技术研究

高压电能计量装置一般采用误差分配的方法进行管理和配置,间接控制其整体误差限值。文章介绍了高压电能计量装置整体误差直接测量系统的结构和原理,应用该系统直接测量一套10 k V、100 A高压电能计量装置的整体误差,并将测量结果与综合误差法的计算结果进行了计量比对。结果表明该系统能够准确测量高压电能计量装置的整体误差,与综合误差计算法相比具有直接、快速、准确的特点,能够降低高压电能计量装置误差性能在实际运行中的不确定性。     

基于扩展状态平均法的隔离型多端口移相全桥双向直流变换器建模研究

建立了一种用于混合储能系统的隔离型多端口双向直流变换器的数学模型。通过星-网变换建立了移相控制下直流变换器多端口网型等效电路,通过扩展状态平均法建立了N端口变换器在电感电流连续时的状态平均模型和小信号模型,并分析了各端口之间传输的功率。仿真比较了不同端口数下变换器的模型输出和拓扑输出,并以三端口变换器为例,分析了移相比扰动下的模型和拓扑电路的动态响应。结果表明,提出的多端口直流变换器的数学模型能够准确反映移相控制下多端口变换器的稳态性能和动态性能,且对于不同端口数量的直流变换器具有普遍适用性。     

一种利用矢网测试接收机幅相特性的方法

幅相一致性和幅相线性是影响接收机性能提高的重要因素,也是精确测试的难题。本文在简要介绍矢网测试原理的基础上,给出了利用安捷伦公司矢网N5242A测试上述两项指标的方法,给出了测试结果。实际测试结果表明利用矢网测试接收机的幅相一致性和线性是高效可行的。此外,文中还提出了利用矢网测试应该注意的问题。     

Multiport VNA measurement

This article presents some of the most recent multiport VNA measurement methodologies used to characterize these high-speed digital networks for signal integrity. There will be a discussion of the trends and measurement challenges of high-speed digital systems, followed by a presentation of the multiport VNA measurement system details, calibration, and measurement techniques, as well as some examples of interconnect device measurements. The intent here is to present some general concepts and trends for multiport VNA measurements as applied to computer system board-level interconnect structures, and not to promote any particular brand or product.     

SiC MOSFET功率器件特性参数的提取与拟合

为了对碳化硅(SiC)MOSFET功率器件的特性参数进行全面的研究,提出了一种碳化硅(SiC)MOSFET变温度参数模型,该模型考虑了功率器件中封装引脚寄生电感、内部寄生电容、体二极管等特性参数,并根据器件的开关过程中的不同阶段,将功率器件中的导电沟道等效为不同电路模型.为获取该模型中的涉及的特性参数,搭建了基于Agi...