多端口天线散射参数测量系统及方法、校准系统及方法

摘要

本申请提供一种多端口天线散射参数校准系统及方法、测量方法及系统。该校准方法包括：获取待测散射参数；在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，将不完全相同的两两天线端口之间的待测散射参数生成直通响应校准，并将不同的单个天线端口的待测散射参数生成全1口校准脚本；在同一测试频率下，将各项直通响应校准脚本与其同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本进行组合生成全2口校准脚本或增强响应校准脚本；执行校准脚本，实现校准。本申请能够实现误差系数的复用，减少校准步骤，无需使用造价高昂的电子校准件，将校准时间减少一半；一次切换开关可测量多项指标，减少开关切换次数，减少测试时间，降低开关的老化。

说明书

技术领域

本发明属于射频参数测量领域，尤其涉及一种多端口散射参数测量系统及方法、校准系统及方法。

背景技术

从智能天线应用于3G通信系统开始，多端口天线、智能天线以及TDD+FDD多制式天线在现代无线系统中的应用越来越广泛，在5G系统中，更是使用了32口、64口甚至128口的大规模阵列天线。

在研发和生产多端口天线时，测试每个端口的指标以及端口之间的指标成了一个难题。通常我们需要测量每个端口的驻波比、两两端口之间的隔离度，如果是智能天线或者大规模阵列天线，还需要测量每个天线端口到校准口的传输系数。这些指标在测试系统中我们统称为散射参数（S参数），基本测量设备为微波网络分析仪。为了快速测量所有这些散射参数，通常需要在网络分析仪基础外加开关矩阵构成多端口测试系统来扩展网络分析仪的测试能力。

如图1所示，为了使得网络分析仪能准确测量被测件的散射参数，需要对多端口测试系统进行校准。不同的指标测量需要不同方式的校准，如：测量i口的驻波比，需要对i口进行全1端口校准；测量i,j口间的隔离度或者传输系数，则需要做i,j口间的直通校准。为了减少开关切换次数，减少测量时间，程序通常设计成测量i,j口间的隔离度或者传输系数的同时测量i口和j口的驻波比，则i,j端口间需要做全2端口校准。

基于网络分析仪的散射参数测试系统的校准一般使用分别测量已知性能的短路、开路、匹配、直通四种标准负载来对测试端口进行校准，称为SOLT法（Short Open Load 直通响应校准脚本）。比如i口进行全1端口校准时，需要在i口测量短路、开路、匹配三种负载进行校准；i,j口间做直通校准时，需要在i,j口间测量直通负载；i,j口间做全2端口校准时，需要在i,j口间测量直通负载，以及i,j口分别测量短路、开路、匹配三种负载。多端口散射参数测量系统，就是利用网络分析仪执行SOLT校准，并用主控计算机提取误差系数，并在测试前根据当前开关通道和校准类型恢复对应的误差系数，来实现对系统的校准。具体的做法是：主控计算机根据所需要测量的指标及端口，接通开关通道，以及设置所需要的校准类型，控制网络分析仪执行SOLT校准，然后提取误差系数；在测量时根据需要测量的指标及端口，接通开关通道，恢复对应的误差系数，然后执行测量。其中校准时所用的校准类型，与测试时所用的校准类型是必须相同的，导致每项指标几乎都有其对应的校准过程。

可见，校准过程是非常繁琐的，特别是当端口数较多的时候。经测算，为了测量一个8列的智能天线，需要9端口的开关矩阵，校准时间需要30分钟以上。为了解决校准繁琐的问题，国外主流的网络分析仪生产商家配套了多端口的电子校准件，可以将9端口的开关矩阵校准缩短至3分钟以内。但是电子校准件造价高昂，一般厂商无法承担，仍采用费时但造价低廉的机械式SOLT法。

有必要提出一种新的校准方法，减少测量标准负载的次数，以减少校准的时间。

发明内容

本发明实施例的目的是提供多端口散射参数测量系统及方法、校准系统及方法，能够减少测量标准负载的次数，减少校准时间。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种多端口天线散射参数的校准方法，包括：

获取待测散射参数，每项待测散射参数包括：参数名称、测试频率、天线端口、开关通道，每个天线端口对应一个开关通道，开关通道为源开关通道和目标开关通道中的一种或两种；

在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，将不完全相同的两两天线端口之间的待测散射参数生成直通响应校准，并将不同的单个天线端口的待测散射参数生成全1口校准脚本；

在同一测试频率下，将各项直通响应校准脚本与其同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本重组生成全2口校准脚本或增强响应校准脚本；

执行校准脚本，实现校准。

本发明实施例还提供了一种多端口天线散射参数的校准系统，包括：

获取模块，用于获取待测散射参数，每项待测散射参数包括：参数名称、测试频率、天线端口、开关通道，每个天线端口对应一个开关通道，开关通道为源开关通道和目标开关通道中的一种或两种；

脚本生成模块，用于在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，将不完全相同的两两天线端口之间的待测散射参数生成直通响应校准，并将不同的单个天线端口的待测散射参数生成全1口校准脚本；

脚本重组模块，用于在同一测试频率下，将各项直通响应校准脚本与其同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本进行组合生成全2口校准脚本或增强响应校准脚本；

脚本执行模块，用于执行校准脚本，实现校准。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的校准方法和系统，实现了误差系数的复用，从而有效减少了校准步骤，无需使用造价高昂的电子校准件，将校准时间减少一半。

本发明实施例还提供了一种多端口天线散射参数测试方法，包括：

执行双端口散射参数的测试，双端口散射参数对应的开关通道包括源开关通道和目标开关通道；

在执行双端口散射参数测试时，若有同一源开关通道和/或目标开关通道的单端口散射参数，保持两个开关通道连通状态不变，测量同一源开关通道和/或同一目标开关通道的单端口散射参数。

本发明实施例还提供了一种多端口散射参数测试系统，测试系统包括：网络分析仪、微波开关矩阵、主控计算机上安装有上述的校准方法，其中，网络分析仪与开关矩阵通信连接，开关矩阵与被测件通信连接。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的测量系统和方法，在端口指标测量时，会先测量双端口散射参数，在测量双端口散射参数的同时，在校准类型匹配的情况下查找相同端口名的单端口散射参数，同时测量单端口散射参数，即一次切换开关可测量多项指标，减少开关切换次数，减少测试时间，降低开关的老化。

附图说明

图1表示现有的多端口散射参数测量系统的构成框图；

图2表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的步骤流程图；

图3表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的步骤S120的细化步骤流程图；

图4表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的步骤S130的细化步骤流程图；

图5表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的步骤S140的细化步骤流程图；

图6表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的全2口校准脚本的校准步骤流程图；

图7表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的增强响应校准脚本的校准步骤流程图；

图8表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的直通响应校准脚本的校准步骤流程图；

图9表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准方法的全1口校准脚本的校准步骤流程图；

图10表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的结构框图；

图11表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本生成模块120的结构框图；

图12表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本重组模块130的结构框图；

图13表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本执行模块140的结构框图；

图14表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数的测试方法的步骤流程图；

图15表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法的步骤流程图；

图16表示本发明实施例的8端口天线的主控界面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明实施例中，将两个天线端口之间的隔离度、耦合相位、耦合幅度，统称为两个端口之间的散射参数。将一个端口的驻波比，统称为一个端口的散射参数。

所谓标准负载，是用来做测试标准的负载。标准负载包括：开路负载、短路负载、匹配负载和直通负载。其中，前三种标准负载：开路负载、短路负载、匹配负载有前向和后向之分。在测量时，前向和后向指标都需要测量。如果是全1口校准，需要测量开路负载、短路负载和匹配负载，直通校准则要测量直通负载，全2口校准则需要分别在两个通道上分别测量开路负载、短路负载和匹配负载，并在两个通道间测量直通负载；增强响应校准要测量直通负载，并在源开关通道或目标开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载。

散射参数，也称为指标。本发明实施例中，散射参数（指标）包括2种：双端口散射参数（双端口指标）和单端口散射参数（单端口指标）。

双端口散射参数（双端口指标）表示源天线端口到目标天线端口之间的散射参数。源天线端口与目标天线端口可以是相邻的两个端口，也可以是不相邻的两个端口。相邻的两个端口之间的散射参数是隔离度，不相邻的两个端口之间的散射参数是隔离度、耦合相位及耦合幅度。例如，相邻的端口1与端口2之间的散射参数为隔离度，不相邻的校准口0到端口2之间的散射参数为耦合幅度及耦合相位，端口1到端口4之间的散射参数为隔离度。

单端口散射参数（单端口指标）表示一个端口的散射参数。例如，端口1的驻波比、端口2的驻波比。

本发明的目的是改进标准SOLT校准法，减少测量标准负载的次数，以减少校准的时间。

本发明的SOLT校准法使用6项误差系数模型即源匹配误差ES, 反射跟踪误差ER，方向性误差ED，负载匹配误差EL，传输跟踪误差ET, 隔离误差EX。

常用的校准类型需要的误差系数如表1：

表1 常用校准类型及误差系数

通过分析上表1发现，

1.增强式响应校准=全1口校准+直通响应校准；

2.全2口校准和增强响应校准都可以分离出全1口校准和直通响应校准的误差系数；

3.可以通过误差系数的组合，指定校准类型；

因此，只要存在某种校准类型所需的误差系数，就可以恢复成对应的校准类型，而不需要校准和测量时，校准类型的一一对应关系。根据这一原理，误差系数在不同校准类型中可以共用，那么在校准时，如果对应误差系数已经存在，就可以省去对应的误差系数的产生，从而减少某些校准过程，或者将复杂度较高的全2端口校准，简化成比较简单的直通响应校准。

本发明实施例主要是针对多端口天线，例如，8端口、32端口、64端口等多端口阵列天线。8端口天线实际上具有9个端口，分别是校准口（CAL）、端口1（P1），端口2（P2），端口3（P3），端口4（P4），端口5（P5），端口6（P6），端口7（P7），端口8（P8），以此类推，32端口天线具有33个端口，64端口天线具有65个端口。

实施例1

图2表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的步骤流程图，参照图2，本发明实施例提供一种多端口天线散射参数校准方法，包括：

步骤S110，获取待测散射参数，每项待测散射参数包括：参数名称、测试频率、天线端口、开关通道，每个天线端口对应一个开关通道，开关通道包括源开关通道和/或目标开关通道；

步骤S120，在同一测试频率下，遍历待测散射参数，将不完全相同的两两天线端口之间的待测散射参数生成直通响应校准，并将不同的单个天线端口的待测散射参数生成全1口校准脚本；

图3表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的步骤S120的细化步骤流程图，参照图3，本发明实施例的校准方法，具体来说，步骤S120进一步包括：

步骤S121，在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，检测待测散射参数对应的开关通道的数量；

步骤S122，若开关通道的数量为两个，则基于不完全相同的两两开关通道生成直通响应校准脚本；若开关通道的数量为1个，则基于不同的单个开关通道生成全1口校准脚本。

对于一款多端口天线，要测量该多端口天线在多个不同测试频率下的散射参数。

本发明实施例，首先在同一测试频率下，遍历待测散射参数，将不完全相同的两两端口之间的待测散射参数生成直通响应校准脚本，将不同的单个天线端口之间的待测散射参数生成全1口校准脚本，此时的直通响应校准脚本和全1口校准脚本是一个暂存校准脚本。该暂存校准脚本的生成过程，对于其他测试频率的暂存校准脚本的生成过程也同样适用，本发明实施例就不再赘述。

具体来说，本发明实施例中所生成的各项直通响应校准脚本对应的两两开关通道不能是完全相同的，即不能对完全相同的两两开关通道生成多个直通响应校准脚本。即，两两直通响应校准脚本可以是仅源开关通道相同，也可以是仅目标开关通道相同；但不能是源开关通道相同，目标开关通道也相同。例如，假设已经生成了0-1开关通道的直通响应校准脚本，那下次再遍历到0-1开关通道，就不需要重复生成直通响应校准脚本。若下次遍历到0-2开关通道，则可以生成0-2的直通响应校准脚本；若下次遍历到1-2开关通道，也可以生成1-2的直通响应校准脚本。

步骤S130，在同一测试频率下，将各项直通响应校准脚本与其同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本进行组合生成全2口校准脚本或增强响应校准脚本；

在本发明实施例中，对暂存校准脚本进行重组，生成新的校准脚本。暂存校准脚本为：直通响应校准脚本和全1口校准脚本，新的校准脚本为增强响应校准脚本和全2口校准脚本。

本发明实施例中，同一测试频率下的脚本重组过程为：将暂存校准脚本，按照开关通道，将同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本进行组合生成增强响应校准脚本和全2口校准脚本。

图4表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的步骤S130的细化步骤流程图，参照图4，本发明实施例的校准方法，步骤S130进一步包括：

步骤S131，首次遍历时，依次遍历所有直通响应校准脚本，基于各项直通响应校准脚本的开关通道，查找同一源开关通道和同一目标开关通道的全1口校准脚本，若查找到，则基于两两开关通道生成全2口校准脚本，并删除已经合并的全1口校准脚本；

步骤S132，下次遍历时，依次遍历剩余的所有直通响应校准脚本，查找同一源开关通道或同一目标开关通道的全1口校准脚本，若查找到，则基于两两开关通道生成增强响应校准脚本，并删除已经合并的全1口校准脚本。

对于未查找到同一源开关通道或同一目标开关通道的全1口校准脚本的直通响应校准脚本，不做任何处理，直接跟全2口校准脚本和增强响应校准脚本一同作为最终的目标校准脚本，如下表6中的直通响应校准脚本，该表中的直通响应校准脚本就是未查找到同一源开关通道或同一目标开关通道的全1口校准脚本，直接作为目标校准脚本。

举例来说，对于源开关通道为1，目标开关通道为2的隔离度来说，由于1-2开关通道之间已经生成了直通响应校准脚本，第一遍遍历时先在暂存校准脚本中查找是否同时存在开关通道1和开关通道2的全1口校准脚本，如果有，则生成开关通道1-2的全2口校准脚本。

对于源开关通道为0，目标开关通道为4的耦合相位或耦合幅度来说，如果第一次遍历时，未同时查找到开关通道为0和开关通道为4的全1口校准脚本，则第二次遍历时，在暂存校准脚本中查找开关通道为0或开关通道为4的全1口校准脚本，如果查找到开关通道0或开关通道4的全1口校准脚本，则生成开关通道0-4的增强响应校准脚本。

在本发明实施例中，该暂存校准脚本的重组过程，对于其他测试频率的暂存脚本的重组过程也同样适用，本发明实施例就不再赘述。

步骤S140，执行校准脚本，实现校准。

本发明实施例中，在完成校准脚本的重组后，按照相应的校准脚本执行校准即可。

图5表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的步骤S140的细化步骤流程图，参照图5，本发明实施例的校准方法，具体的校准执行过程为：

步骤S141，基于不同的校准脚本，连通相应的开关通道；

本发明实施例中包括4种校准脚本，分别是全2口校准脚本、增强响应校准脚本、直通响应校准脚本和全1口校准脚本。

不同的校准脚本对应的开关通道的数量不同。像全2口校准脚本、增强响应校准脚本、直通响应校准脚本，其对应的开关通道数量为两个。全1口校准脚本对应的开关通道数量为1个；

不同的校准脚本对应测量的端口散射参数的数量也不同。

像全2口校准脚本对应的待测散射参数的数量是3个，分别是两个端口的散射参数、两个天线端口之间的散射参数。

像增强校准脚本对应的待测散射参数的数量是2个，分别是源天线端口或目标天线端口的散射参数、两个天线端口之间的散射参数。

像直通响应校准脚本对应的待测散射参数的数量是1个，是两个天线端口之间的散射参数。

像全1口校准脚本对应的待测散射参数的数量也是1个，是源天线端口或目标天线端口的散射参数。

步骤S142，测量标准负载；

本发明实施例中，不同的校准脚本，在执行测量时，所测量的标准负载是不一样的。具体参见下述步骤S140-A2、S140-B2、S140-C2、S140-D2。

步骤S143，获取不同的校准脚本对应的误差系数；

每种不同的校准脚本对应的误差系数也是不同的。具体参见下述步骤S140-A3、S140-B3、S140-C3、S140-D3。

步骤S144，以开关通道为索引保存误差系数。

图6表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的全2口校准脚本的校准步骤流程图，参照图6，本发明实施例的校准方法，对于全2口校准脚本，具体的校准执行过程为：

步骤S140-A1，当校准脚本为全2口校准脚本时，连通其对应的两个开关通道；

步骤S140-A2，分别在两个开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载及两个开关通道之间的直通负载；

步骤S140-A3，获取全2口校准脚本对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED，负载匹配误差EL，传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

步骤S140-A4，以两个开关通道为索引保存误差系数。

图7表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的增强响应校准脚本的校准步骤流程图，参照图7，本发明实施例的校准方法，对于增强响应校准脚本，具体的校准执行过程为：

步骤S140-B1，当校准脚本为增强响应校准脚本时，连通其对应的两个开关通道，连通两个端口的开关通道是指两个天线端口既实现了物理连接，又实现了与两个开关通道的一对一连通。

步骤S140-B2，在源开关通道或目标开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载，在两个开关通道之间测量直通负载；

若需要测量的单端口散射参数为源开关通道所对应的端口的散射参数，则在源开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载，反之，则在目标开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载。

步骤S140-B3，获取增强响应校准脚本对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED，传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

步骤S140-B4，以两个开关通道为索引保存误差系数；

图8表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的直通响应校准脚本的校准步骤流程图，参照图8，本发明实施例的校准方法，对于直通响应校准脚本，具体的校准执行过程为：

步骤S140-C1，当校准脚本为直通响应校准脚本时，连通其对应的两个开关通道；

步骤S140-C2，在两个开关通道之间测量直通负载；

步骤S140-C3，获取直通响应脚本对应的误差系数，误差系数包括传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

步骤S140-C4，以两个开关通道为索引保存误差系数；

图9表示本发明实施例提供的一种多端口天线散射参数校准方法的全1口校准脚本的校准步骤流程图，参照图9，本发明实施例的校准方法，对于全1口校准脚本，具体的校准执行过程为：

步骤S140-D1，当校准脚本为全1口校准脚本时，连通其对应的一个开关通道，连通对应的开关通道是指天线端口既实现了物理连接，又实现与开关通道的一对一连通。

步骤S140-D2，在开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载；

步骤S140-D3，获取全1口校准程序对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED；

步骤S140-D4，以一个开关通道为索引保存误差系数。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的校准方法，实现了误差系数的复用，从而有效减少了校准步骤，无需使用造价高昂的电子校准件，将校准时间减少一半。

下面以一个4端口天线为例，说明本发明多端口天线散射参数校准方法的实现过程：

举例说明，假设待测散射参数如下表所示：

表2 待测散射参数

首先，获取表2中的待测散射参数，序号1-序号12号为双端口散射参数，序号13-序号17为单端口散射参数。每项待测参数包括参数名称、测试频率、天线端口以及开关通道，开关通道包括源开关通道和目标开关通道，表2中开关通道字段的左侧是源开关通道，右侧是目标开关通道。

遍历过程如下表3所示：

表3 待测散射参数遍历过程

在测试频率1880-2010MHz下，遍历待测散射参数，序号1-序号12的双端口散射参数生成直通响应校准脚本，序号13-序号17生成全1口校准脚本，此时的直通响应校准脚本和全1口校准脚本为暂存校准脚本。暂存校准脚本列表如下表4所示：

表4 暂存校准脚本

脚本重组过程如下表5所示：

表5 校准脚本重组过程

目标校准脚本列表如下表6所示：

表6 暂存校准脚本

实施例2

图10表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的结构框图，参照图10，本发明实施例提供多端口天线散射参数校准系统，包括：

获取模块110，用于获取待测散射参数，每项待测散射参数包括：参数名称、测试频率、天线端口、开关通道，每个天线端口对应一个开关通道，开关通道为源开关通道和目标开关通道中的一种或两种；

脚本生成模块120，用于在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，将不完全相同的两两天线端口之间的待测散射参数生成直通响应校准，并将不同的单个天线端口的待测散射参数生成全1口校准脚本；

脚本重组模块130，用于在同一测试频率下，将各项直通响应校准脚本与其同一源开关通道和/或同一目标开关通道的全1口校准脚本进行组合生成全2口校准脚本或增强响应校准脚本；

脚本执行模块140，用于执行校准脚本，实现校准。

本发明实施例的实现过程参照前述的校准方法，此处不再赘述。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的校准系统，实现了误差系数的复用，从而有效减少了校准步骤，无需使用造价高昂的电子校准件，将校准时间减少一半。

图11表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本生成模块120的结构框图，参照图11，本发明实施例提供多端口天线散射参数校准系统，脚本生成模块120包括：

检测单元121，用于在同一测试频率下，遍历各项待测散射参数，检测待测散射参数对应的开关通道的数量；

暂存脚本生成单元122，用于若开关通道的数量为两个，则基于不完全相同的两两开关通道生成直通响应校准脚本；还用于若开关通道的数量为1个，则基于不同的单个开关通道生成全1口校准脚本。

图12表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本重组模块130的结构框图，参照图12，本发明实施例提供多端口天线散射参数校准系统，脚本重组模块130包括：

第一脚本升级单元131，用于首次遍历时，依次遍历所有直通响应校准脚本，基于各项直通响应校准脚本的开关通道，查找同一源开关通道和同一目标开关通道的全1口校准脚本，若查找到，则基于两两开关通道的直通响应校准脚本升级为全2口校准脚本，并删除已经合并的全1口校准脚本；

第二脚本升级单元132，用于下次遍历时，依次遍历剩余的所有直通响应校准脚本，查找同一源开关通道或同一目标开关通道的全1口校准脚本；若查找到，则将两两开关通道的直通响应校准脚本升级为增强响应校准脚本，并删除已经合并的全1口校准脚本。

图13表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的脚本执行模块140的结构框图，参照图13，本发明实施例提供多端口天线散射参数校准系统，脚本执行模块140包括：

连通单元141，用于基于不同的校准脚本，连通相应的开关通道；

测量单元142，用于测量标准负载；

获取单元143，用于获取不同的校准脚本对应的误差系数；

存储单元144，用于以开关通道为索引保存误差系数。

本发明实施例的校准系统，校准脚本包括：全2口校准脚本、增强响应校准脚本、直通响应校准脚本和全1口校准脚本；

标准负载包括：开路负载、短路负载、匹配负载和直通负载；

连通单元141，用于当校准脚本为全2口校准脚本时，连通其对应的两个开关通道；

测量单元142，用于分别在两个开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载及两个开关通道之间的直通负载；

获取单元143，用于获取全2口校准脚本对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED，负载匹配误差EL，传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

存储单元144，用于以两个开关通道为索引保存误差系数；

连通单元141，当校准脚本为增强响应校准脚本时，连通其对应的两个开关通道；

测量单元142，用于在源开关通道或目标开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载，在两个开关通道之间测量直通负载；

获取单元143，用于获取全2口校准脚本对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED，传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

存储单元144，用于以两个开关通道为索引保存误差系数；

连通单元141，当校准脚本为直通响应脚本时，连通其对应的两个开关通道；

测量单元142，用于在两个开关通道之间测量直通负载；

获取单元143，用于获取直通响应脚本对应的误差系数，误差系数包括传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

存储单元144，用于以两个开关通道为索引保存误差系数；

连通单元141，当校准脚本为全1口校准脚本时，连通其对应的一个开关通道；

测量单元142，用于在开关通道上测量开路负载、短路负载和匹配负载；

获取单元143，用于获取全1口校准程序对应的误差系数，误差系数包括源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED；

存储单元144，用于以一个开关通道为索引保存误差系数。

本发明实施例提供的多端口散射参数校准系统及方法，通过这样处理，大多数单端口散射参数的校准合并到了全2端口校准中，有效减少了校准步骤。经与对照系统的对比，在测量同一个智能天线时，校准步骤从37步减少至20步，校准时间从30多分钟减少到15分钟以内。

实施例3

图14表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法的步骤流程图，参照图14，本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法，包括：

步骤210，执行双端口散射参数的测试，双端口散射参数对应的开关通道包括源开关通道和目标开关通道；

步骤220，在执行双端口散射参数测试时，若有同一源开关通道和/或目标开关通道的单端口散射参数，保持两个开关通道连通状态不变，测量同一源开关通道和/或同一目标开关通道的单端口散射参数。

现有技术中，每次执行端口指标测量时都需要切换到对应的开关通道，即测量一次指标即切换一次开关。为减少开关切换次数，本发明实施例在进行端口指标测量时，根据端口指标及校准类型，会先执行两个端口之间的双端口散射参数的测试流程，保持两个端口与两个开关通道的连接状态不变，同时执行单个端口的单端口散射参数的测试流程。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的测量方法，在端口指标测量时，会先测量双端口散射参数，在测量双端口散射参数的同时，在校准类型匹配的情况下查找相同端口名的单端口散射参数，同时测量单端口散射参数，即一次切换开关可测量多项指标，减少开关切换次数，减少测试时间，降低开关的老化。

图15表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法的步骤流程图，参照图15，本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法，步骤210，执行双端口散射参数的测试，具体为：

步骤S211，获取开关通道数量为两个的待测散射参数；

步骤S212，根据开关通道查询误差系数，并恢复误差系数；

步骤S213，根据查询到的误差系数的组合，识别校准类型；

步骤S214，连通相应的两个开关通道，执行双端口散射参数的测试。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法，误差系数包括：源匹配误差ES，反射跟踪误差ER，方向性误差ED，负载匹配误差EL，传输跟踪误差ET，隔离误差EX；

本发明实施例提供的多端口天线散射参数测试方法，根据查询到的误差系数的组合，识别校准类型，具体为：

当误差系数的组合为传输跟踪误差ET及隔离误差EX时，校准类型为直通响应校准；

当误差系数的组合为源匹配误差ES, 反射跟踪误差ER及方向性误差ED，校准类型为全1口校准；

当误差系数的组合为源匹配误差ES, 反射跟踪误差ER，方向性误差ED，传输跟踪误差ET及隔离误差EX，校准类型为增强响应校准；

当误差系数的组合为源匹配误差ES, 反射跟踪误差ER，方向性误差ED，负载匹配误差EL，传输跟踪误差ET及隔离误差EX，校准类型为全2端口校准。

图16表示本发明实施例的8端口天线的主控界面图。如图16所示，下面以测量端口2到端口3之间的隔离度为例，说明含有双端口散射参数和单端口散射参数的校准类型（全2端口校准、直通响应校准、增强响应校准）的测试过程。

表7

表7 8端口天线与开关通道的映射关系

在测试前，将所有天线端口连接到对应的开关通道上，天线端口与开关通道的映射关系如表7所示，接通端口2和端口3到网络分析仪的测试口1和测试口2，此时，开关通道2连接到天线的端口2上，开关通道3连接到天线端口3上，测量得到端口3到端口2的隔离度S21。

此时，若校准类型为全2端口校准，因天线端口2和3正处于连接状态，通过读取端口3到端口2的隔离度S21，可以得到端口2、端口3的驻波比。此时获取端口2、端口3的驻波比，不需要进行测试行为，只需要从端口3到端口2的隔离度S21中读取即可，将单端口散射参数测试放到双端口散射参数测试之后，目的是减少开关切换次数。原来测试3个端口指标：端口2到端口3的隔离度、端口2的驻波比，端口3的驻波比，需要切换3次开关通道，本发明实施例的测量方法只需要切换一次开关通道，即可完成3项端口指标的测试。

若校准类型为直通响应校准，则只能测到端口2到端口3的隔离度，无法获取端口2和端口3任一端口的驻波比。

若校准类型为增强响应校准，除了可以测到端口2到端口3的隔离度之外，还可以获取端口2或端口3中某一个端口的驻波比。至于具体是测量到哪一个端口就要看该端口对应的是源开关通道还是目标开关通道，如果需要测量的端口对应的是源开关通道2，则除了可以测到端口2到端口3的隔离度之外，还可以获取端口2的驻波比。

对于天线端口数量为单数的天线而言，在完成所有双端口散射参数测量（会同时测量某些单端口散射参数）后，对于仍未测量到的单端口散射参数进行补测。此时补测的单端口散射参数不同于在测量双端口散射参数时同步测量的单端口散射参数。

补测未测量到的单个端口的单端口散射参数，具体为：

连通该天线端口的开关通道，测量该端口的单端口散射参数。

实施例4

图1表示本发明实施例提供的多端口天线散射参数校准系统的结构框图，参照图1，本发明实施例提供的多端口散射参数测试系统，测试系统包括：网络分析仪、微波开关矩阵、主控计算机上安装有前述的校准方法，其中，网络分析仪与开关矩阵通信连接，开关矩阵与被测件通信连接。

具体来讲，多端口天线（被测件）具有N个端口。

开关矩阵具有2个输入口和N个输出口，其中，开关矩阵的2个输入口连接到网络分析仪的2个测试接口上。N个输出口中其中一个为校准口，测试前，将N个天线端口（含1个校准口）一一对应全部连接到开关矩阵的N个端口上。

在测试前，先将被测件（多端口天线）的所有端口连接到对应的开关通道上，此时的连接仅仅是物理线路上的连接。

本发明实施例中，误差系数是以开关通道为索引存储到主控计算机内。天线端口与开关矩阵的开关通道之间是一对一的映射关系。因此依据天线端口与开关通道的唯一映射关系，可以查询到误差系数。

本发明实施例提供的多端口天线散射参数的测量系统，在端口指标测量时，会先测量双端口散射参数，在测量双端口散射参数的同时，在校准类型匹配的情况下查找相同端口名的单端口散射参数，同时测量单端口散射参数，即一次切换开关可测量多项指标，减少开关切换次数，减少测试时间，降低开关的老化。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。