具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

本实施例提供了一种片上天线测量用探针馈电去嵌入方法，包括以下步骤：

步骤一、采用探针馈电，测量得到探针和片上天线AOC的共同增益测量结果；

步骤二、测量片上天线的空间插损参数和探针的散射参数；

步骤三、对探针进行耦合去嵌入操作，从共同结果中将探针影响去除；

步骤四、得到片上天线的准确增益修正值和端口反射系数。

针对传统的天线测量，发射天线和接收天线的类型类似，都为同轴接口或者波导接口馈电，若已知发射天线增益，可以通过测量插入损耗得到接收天线的增益。

所述接收天线增益计算公式为：

其中：G代表增益，下标R和T分别代表接收和发射，发射天线增益，|S₂₁|为测量的插入损耗(去掉直通值)，λ为波长。

针对片上天线测量，发射天线和接收天线的类型不同，发射天线为片上天线，不能直接连接同轴或波导接口馈电，需要采用探针馈电，探针馈电一端接入电路的同轴或者波导接口，另一端为给片上天线馈电的共面波导形式，接收天线仍为同轴接口或者波导接口。

采用式(1)进行计算，如图1所示，得到的增益测量结果是探针和待测的片上天线AOC的共同结果，为了得到待测的片上天线的增益，需要对探针进行耦合去嵌入操作，因此本发明公开的是一种片上天线测量用探针馈电去嵌入方法，通过探针去嵌入操作，从共同结果中将探针影响去除，大幅度降低馈电探针影响，有效修正片上天线增益测量结果。

本实施例的进一步实施方式，所述步骤二中，针对探针的散射参数进行测量，原厂出厂报告只有幅度数据，没有相位信息，是无法进行耦合去嵌入的。

本实施例进一步的实施方式，所述步骤三中，探针耦合去嵌入的步骤包括：

步骤A：测量得到探针的二端口网络P散射矩阵S_P；

步骤B：将探针二端口网络P的散射矩阵S_P变换为传输矩阵T_P；

步骤C：将片上天线测量中通过测量得到的二端口网络M的散射矩阵S_M，转化为传输参数矩阵T_M；

步骤D：根据T_M＝T_P·T_A，进行矩阵级联运算，计算得到片上天线AOC的二端口网络A的传输矩阵T_A；

步骤E：将片上天线AOC的二端口网络A的传输矩阵T_A转为散射矩阵S_A，将S_A的参数代入接收天线增益公式，得到片上天线增益。

根据式(1)，S₂₁可以通过网络分析仪测量得到，如图2所示，把虚框内测量得到的部分看成一个二端口网络，其具有四个散射参数：

探针部分也可以看做二端口网络，其散射参数表示为：

由于M＝P·A，采用矩阵级联的逆运算得到天线处二端口网络的散射参数

将S_A12带入公式(1)计算AOC的增益，该矩阵中的S_A11即为待测片上天线端口反射系数。

现有探针去嵌入方法，对于探针馈电的影响去除，基本都采用直接在测量的S_m21幅度的基础上去除探针S_P21的幅度，即|S_A21|＝|S_m21|-|S_P21|(dB)，这种方式是本发明方法的一种简化形式和近似方法，成立的前提是探针S_P22和片上天线S_A11情况较好，并没有考虑相位，也没有考虑探针与片上天线连接处的反射影响。经过测量实际测量发现，往往探针S_P22和片上天线S_A11并不理想，简化公式对于片上天线增益测量误差大。

采用步骤二中探针耦合去嵌入的方法，对片上天线测量系统具有普适性的特点，并不需要待测片上天线特性满足一定条件，只需要测量的片上天线空间插损散射参数和测量的探针的散射参数，即可利用本发明方法进行探针去嵌入修正，得到片上天线的准确增益修正值和端口反射系数，相对于传统方法具有准确度高的特点。

本实施例进一步的实施方式，所述步骤A中，所述探针为无源器件，S_P12和S_P21相等。

本实施例进一步的实施方式，所述步骤B中，

本实施例进一步的实施方式，所述步骤C中，

转化为的传输参数矩阵为：

本实施例进一步的实施方式，所述步骤D中，由T_M＝T_P·T_A变换得到

得到：

T_A11＝(T_M11T_P22-T_M21T_P12)/(T_P11T_P22-T_P21T_P12)；

T_A12＝(T_M12T_P22-T_M22T_P12)/(T_P11T_P22-T_P21T_P12)；

T_A21＝(T_M21T_P11-T_M11T_P21)/(T_P11T_P22-T_P21T_P12)；

T_A22＝(T_M22T_P11-T_M12T_P21)/(T_P11T_P22-T_P21T_P12) (8)

本实施例进一步的实施方式，所述步骤E中，为仅包含片上天线与接收天线后的实际散射参数，S_A11为片上天线的端口反射系数，S_A21为代入接收天线增益公式的参数，其中：

S_A11＝T_A21/T_A11

S_A12＝(T_A11T_A22-T_A21T_A12)/T_A11

S_A21＝1/T_A11

S_A22＝T_A12/T_A11 (9)

具体为，S_A11＝(S_M11-S_P11)/(S_M11S_P22-S_P11S_P22+S_P12S_P21)

S_A12＝(S_M12S_M21+S_P11S_M22-S_M11S_M22)/S_M21S_P12-S_A11(S_M22S_P11S_P22+S_M12S_M21S_P22-S_M22S_P12S_P21-S_M11S_M22S_P22)/S_M21S_P12 (10)

S_A21＝S_P12S_M21/(S_M11S_P22-S_P11S_P22+S_P12S_P21)

S_A22＝(S_M22S_P11S_P22-S_M22S_P12S_P21-S_M11S_M22S_P22+S_M12S_M21S_P22)/(S_M11S_P22-S_P11S_P22+S_P12S_P21)

本实施例进一步的实施方式，将式(10)的S_A21代入式(1)，即可得到探针耦合后的片上天线增益。

具体实施：

利用型号为T50A的馈电探针(简称探针T50A)对片上天线进行测量：

如图3和4所示，为探针T50A散射矩阵参数，|S₂₁|＝[email protected]，按照传统片上天线测量方法，仅仅考虑幅度进行修正，修正后的增益差值为[email protected]。

如图5所示，为采用本发明方法对待测的片上天线的增益测量结果的影响，可以看出，探针T50A对于片上天线增益测量结果的最大修正值为[email protected]；即在32.2GHz，本发明方法与简化方法之差0.74dB-0.41dB为0.33dB，针对片上天线0.5dB测量不确定度的要求来说，探针馈电去嵌入是一个重要影响量，对于提升片上天线测量准确度具有至关重要的意义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。