[发明专利]一种波导传输相位标准器及设计方法

说明书

本申请公开了一种波导传输相位标准器设计方法，包含以下步骤，将标准波导宽边和窄边尺寸，确定为相位标准器宽边和窄边尺寸；计算真空波长；根据宽边尺寸和真空波长，计算导内波长；根据导内波长，计算所述相位标准器在引入相移后的长度初值，所述引入相移大小为270°～300°任意整数；以宽边尺寸、窄边尺寸和所述长度初值为初始参数，按所述长度初值步进1％，计算所述相位标准器在工作频段内相位分布；将相位变化覆盖‑180°～+180°对应的长度值，确定为相位标准器的长度。本申请还公开了一种波导传输相位标准器。在工作频段内不会出现相位多周期，利于相位测量，波导片形式结构简单、加工方便、成本低，不安装法兰，提高了加工精度和相位定标准确度。

技术领域

本申请涉及标准器领域，尤其涉及一种波导传输相位标准器及设计方法。

背景技术

矢量网络分析仪是用于测量微波放大器、耦合器、功分器、隔离器等微波网络的仪器，广泛应用于微波器件研制、制造、校准等各个环节。由于矢量网络分析仪存在系统误差，在使用之前必须对其进行校准，校准后为了检验仪器的校准状态，需要使用一系列具有定标值的检验件对矢量网络分析仪进行检验。检验件主要包括反射幅度标准器、传输幅度标准器和传输相位标准器。其中相位标准器主要使用标准失配器实现，传输幅度标准器主要采用标准衰减器实现，传输相位标准器主要采用理性匹配传输线实现。在50GHz以上的毫米波频段，微波传输线形式通常采用矩形波导传输线。

波导传输相位标准器通常采用波导宽、窄边尺寸与该频段标准波导宽窄边尺寸相同的匹配波导段实现，长度通常为5cm。使用宽窄边尺寸与该频段标准波导尺寸相同的波导，主要目的是使其与该频段波导系统阻抗匹配，近似理想匹配传输线。传统传输相位标准器波导段的长度选择没有特别要求，通常选择长度为5cm，对于较高的毫米波频段如110GHz以上时，矢量网络分析仪测量该波导段产生的相位将在-180°～+180°之间出现多周期，不利于各频点相位理论值的计算，也容易使各关心的各整数频点的相位值产生重复。同时，由于相位标准器引入相移的标准值是通过其物理长度计算得到的，传统的波导段尺寸较长，且两端需要要安装法兰，会降低长度测量的准确度，从而影响相位理论值定标的准确度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种波导传输相位标准器及设计方法，解决现有相位标准器相位定标准确度不高和出现多周期的问题。

本申请实施例提供一种波导传输相位标准器设计方法，包含以下步骤：将工作频段对应的标准波导宽边和窄边尺寸，确定为相位标准器宽边和窄边尺寸；根据所述标准波导对应频段的起始频率，计算真空波长；根据宽边尺寸和真空波长，计算导内波长；根据导内波长，计算所述相位标准器在引入相移后的长度初值，所述引入相移大小为270°～300°任意整数；以宽边尺寸、窄边尺寸和所述长度初值为初始参数，按所述长度初值步进1％，计算所述相位标准器在工作频段内相位分布；将相位变化覆盖-180°～+180°对应的长度值，确定为相位标准器的长度。

本申请实施例还提供一种波导传输相位标准器，由上述设计方法设计，工作频段为110GHz～170GHz，对应标准波导为WR-06，波导长度为3.822毫米，销钉孔和螺钉孔位置与UG-387标准法兰对应。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过准确设计相位标准器的长度，替代传统的5cm波导段，使其引入的相移在设计频率范围内恰好覆盖-180°～+180°，不会出现相位多周期的现象，利于矢量网络分析仪的相位测量。波导片形式的传输相位标准器结构简单、加工方便、成本低，不需要安装法兰，有效了提高长度溯源的准确度，提高加工精度和相位定标准确度，从而保证相位理论值计算结果的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一种波导传输相位标准器设计方法流程示意图；