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TechnicalFeature 技术特写

源。 它们仍然相对较大和较重，也需要通过
电磁干扰的测量数据（图2）说明 射频电缆与传感器连接。由消费电子产
了电缆的灵活性。这种材料结构的最大 品领域射频收发器小型化驱动的紧凑型
吸收频率范围可达14GHz。图中数据通 微波电路和组件的重要进展是，超小型
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过“响应-隔离”方法 进行了校准。响 实验室级矢量反射仪已经可以在市场上
应测量是对理想的微波反射器进行测 买到了。这些可以手持的分析仪使无电
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量，在本例中是对平整金属表面的测 缆射频测量成为可能 。
量。隔离测量是没有待测样本（即自由 无电缆射频测量特别强大，因为
空间）的测量。校准过程包括从响应数 它们消除了上文中讨论的误差。更重要
据和样本测量数据中减去隔离测量的矢 的是，它们能够改变射频材料测量的范
量。当使用附加的电缆修正方法时，在 例。使用传统尺寸的微波设备，必须制
每个矢量减法步骤之前应用相位和幅度 作“见证”样品并在测量设备下进行测
修正：从校正的试样数据和校正的响应 试。射频分析仪并不比手机大多少，而
数据中减去隔离测量数据。样本最终校 且提供了一种新的测量原材料和组件的
准后的反射性能是减去后的样本数据与 能力，无需样本材料。这使得实验室内
图2：附着在金属表面的吸波材料的反射
系数测量，通过软件修正电缆变形带来 减去后的响应数据的比值。 的准确和精确的材料测量进入了更具挑
的误差。 图2说明了在校准和样品测量之间 战性的工厂环境。另外一个好处是将微
避免移动射频电缆所需的注意事项。绿 波测量与单独的PC上的数据处理分离开
头定位在待测表面上方。我们关注的是 色线为电缆没有任何移动之前，带有金 来，这样可以最大限度地减少在工厂运
从探头发射并由其下方的材料反射的能 属板的吸收器的反射参数曲线。红线为 行的工作量并提高生产率。
量。然而，探头同时也放射了其它微波 电缆移动后测量的相同样本，没有进行 手持仪器测量的关键因素是紧凑型
能量，否则来自探头的不可逆的反射可 任何相位或幅度的修正。蓝线虚线为电 射频传感器或点式探头。采用点式探头
以用作相位和幅度参考信号。电缆弯曲 缆移动后，使用上述方法进行相位和幅 进行微波材料的测量至少可以追溯到20
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导致的探头天线的相位和振幅的任何变 度修正后的样品测量结果。电缆移动后 世纪70年代中期。Musil、Zacek等 使用
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化都会带来相位和振幅的测量偏差 。这 的修正数据与校准的未受干扰的电缆数 介质天线测量通过材料样本的辐射，其
些偏差在校准之前，将其最小化为误差 据重合。这些结果表明，电缆运动大大 传感器由插入金属喇叭天线端部的介质
降低了射频测量的
精度，而上述这种
方法可以修正这些
误差。

无电缆的硬件解
决方案
虽然在大多数
情况下使用软件算
法可以有效减少电
缆误差，但并不能
消除射频电缆的实
际应用限制。在需
要运动的测量系统
中，电缆必然会磨
损，并且电缆性能
可能会降到无法通
过软件算法修正相
位和幅度误差的程
度。处理射频电缆
的最终解决方案是
去除它们。几十年
前，微波分析仪非
常庞大、沉重，占
满了全尺寸机架。
此后，它们的体积
一直在逐步下降，
现在几家公司的网
络分析仪已经下降
到单机架式组件。 图3：a、大小两种型号的探头；b、大探
然而，即使这样， 头的典型VSWR。

60 Microwave Journal China 微波杂志 Sep/Oct 2017