[go: up one dir, main page]

DE102007057393A1 - Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop - Google Patents

Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop Download PDF

Info

Publication number
DE102007057393A1
DE102007057393A1 DE102007057393A DE102007057393A DE102007057393A1 DE 102007057393 A1 DE102007057393 A1 DE 102007057393A1 DE 102007057393 A DE102007057393 A DE 102007057393A DE 102007057393 A DE102007057393 A DE 102007057393A DE 102007057393 A1 DE102007057393 A1 DE 102007057393A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
port
realized
calibration
gate
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007057393A
Other languages
German (de)
Inventor
Andrej Rumiantsev
Steffen Schott
Stojan Dr. Kanev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cascade Microtech Dresden GmbH
Original Assignee
SUSS MicroTec Test Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUSS MicroTec Test Systems GmbH filed Critical SUSS MicroTec Test Systems GmbH
Priority to DE102007057393A priority Critical patent/DE102007057393A1/en
Publication of DE102007057393A1 publication Critical patent/DE102007057393A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/28Measuring attenuation, gain, phase shift or derived characteristics of electric four pole networks, i.e. two-port networks; Measuring transient response

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

The method involves implementing a calibration measurement at a twin-port, which is realized by a direct connection of measuring ports (T1-T4) or a short adapted line. The twin-port is connected between each measuring port combination. Another calibration measurement is implemented at a one-port, which is realized by an unknown reflective termination, whose electrical characteristics are same as an open loop. Reflection values of the one-port, which is realized by the unknown reflective termination to be same as a short-circuit and the open loop, are mathematically determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines n Messtore und m Messstellen (n > 1) aufweisenden vektoriellen Netzwerkanalysators durch aufeinander folgende Messung der Reflexions- und Transmissionsparameter an verschiedenen, zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten Zweitor-Kalibrierstandards, die alle einen Transmissionspfad aufweisen müssen, und drei verschiedenen zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten n-Tor-Kalibrierstandards, die keine Transmission aufweisen dürfen.The The invention relates to a method for calibrating a measuring gate and m measuring points (n> 1) having vectorial network analyzer through each other following measurement of the reflection and transmission parameters at different, two-port calibration standards connected in any order between the test ports, all of which must have a transmission path and three different ones between the test ports in any order connected n-port calibration standards, which must have no transmission.

Vektorielle Netzwerkanalysatoren (VNA) dienen der präzisen Vermessung von elektronischen Bauteilen und Komponenten sowie aktiven und passiven Hochfrequenzschaltungen und Hochfrequenzbaugruppen bis hin zu Antennen.vectorial Network analyzers (VNA) are used for precise measurement of electronic Components and components as well as active and passive high-frequency circuits and high frequency assemblies to antennas.

Die in der Hochfrequenztechnik übliche Beschreibungsform des elektrischen Verhaltens von elektronischen Bauteilen und Komponenten erfolgt über deren Streuparameter (auch S-Parameter). Sie verknüpfen nicht Ströme und Spannungen miteinander, sondern Wellengrößen. Diese Darstellung ist den physikalischen Gegebenheiten besonders angepasst. Es werden die so genannten Streuparameter von n-Toren (n = 1, 2, ...) detektiert, die ggf. in 2n-Pol-Parameter (z.B. Z- oder Y-Parameter) umgerechnet werden.The in the high-frequency technology usual Description of the electrical behavior of electronic Components and components take place via their scattering parameters (also S-parameters). They do not link streams and tensions with each other, but wave sizes. This illustration is specially adapted to the physical conditions. It will detects the so-called scattering parameters of n-gates (n = 1, 2, ...), possibly in 2n pole parameters (e.g., Z or Y parameters).

Für die beispielsweise auf ein Zweitor zulaufenden Wellen a1 und a2 und die sich entsprechend in umgekehrter Richtung fortpflanzenden Wellen b1 und b2 gilt die Beziehung:

Figure 00020001
wobei [S] die Streumatrix ist, welche die elektronischen Eigenschaften des Zweitors kennzeichnet.For example, for the waves a 1 and a 2 , which converge, for example, on a two-port, and the waves b 1 and b 2 propagate correspondingly in the opposite direction, the relationship applies:
Figure 00020001
where [S] is the scattering matrix characterizing the electronic properties of the two-port.

Eine so genannte Systemfehlerkorrektur sorgt dafür, dass präzise Messungen der Streuparameter der Bauteile und Komponenten mit vektoriellen Netzwerkanalysatoren überhaupt durchführbar sind. Diese Systemfehlerkorrektur setzt die präzise Messung von Standards voraus, deren elektronisches Verhalten bekannt oder im Rahmen der Systemfehlerkorrektur bestimmbar ist.A so-called system error correction ensures that precise measurements of the scattering parameters of components and components with vectorial network analyzers at all feasible are. This system error correction sets the precise measurement of standards advance, whose electronic behavior is known or under the System error correction can be determined.

Bekanntermaßen werden dazu innerhalb des so genannten Kalibrierverfahrens das Reflexions- und/oder Transmissionsverhalten der unbekannten oder teilweise oder ganz bekannten Kalibrierstandards an mehreren, hinsichtlich Lage und Anzahl zu optimierenden Messstellen vermessen.Be known within the so-called calibration method, the reflection and / or Transmission behavior of unknown or partial or total known calibration standards at several, in terms of location and Measure the number of measuring points to be optimized.

Aus den Messwerten der Kalibrierstandards erhält man über spezielle Rechenverfahren Korrekturdaten, so genannte Fehlergrößen oder -koeffizienten. Mit diesen Korrekturdaten und einer entsprechenden Korrekturrechnung bekommt man für jedes beliebige Messobjekt Messwerte, die von Systemfehlern des vektoriellen Netzwerkanalysators und der Zuleitungen, beispielsweise von Verkopplungen (Übersprecher) oder Fehlanpassungen (Reflexionen), befreit sind.Out The measured values of the calibration standards are obtained via special calculation methods Correction data, so-called error quantities or coefficients. With this correction data and a corresponding correction calculation you get for any measured object measured by system errors of the vectorial network analyzer and the feeder lines, for example of couplings (crosstalk) or mismatches (reflections), are exempt.

Ein bekanntes Kalibrierverfahren für ein Zweitormodell mit 10 bzw. 12 Fehlergrößen ist das so genannte 10-Term- bzw. 12-Term-Verfahren. In der amerikanischen Literatur wird es auch als SOLI (S: Short, O: Open, L: Load = Match, T: Thru) und in Europa als TMSO bezeichnet. Es ist das einzige Systemkalibrierverfahren für Zweitor-Netzwerkanalysatoren mit lediglich drei Messstellen, einer Messstelle am für beide Tore gemeinsamen Messkanal vor dem Schalter, welcher jeweils eines der Tore zur Messung schaltet, und jeweils einer weiteren Messstelle an dem Messkanal jedes Tores. Bei dieser Anordnung der Messstellen ist jedoch der Schalter in die Messung der Kalibrierstandards integriert.One known calibration method for a two-standard model with 10 or 12 error quantities is the so-called 10-term or 12-term procedure. In American literature it is also called SOLI (S: Short, O: Open, L: Load = Match, T: Thru) and referred to in Europe as TMSO. It is the only system calibration method for two-port network analyzers with only three measuring points, one measuring point on for both Gates common measuring channel in front of the switch, which one each the gates for the measurement switches, and in each case another measuring point at the measuring channel of each gate. With this arrangement of measuring points however, the switch is integrated into the measurement of calibration standards.

Bei diesem in der Praxis am häufigsten eingesetzte TMSO-Kalibrierverfahren müssen zur Ermittlung der Korrekturdaten zunächst die beiden Messtore verbunden werden, was dem Kalibrierstandard T (T = Thru) entspricht. Danach muss man an jedem Messtor drei bekannte Eintore, z.B. die Kalibrierstandards Wellensumpf (M = Match), Kurzschluss (S = Short) und Leerlauf (O = Open) kontaktieren und vermessen.at this in practice most often used TMSO calibration procedure have to To determine the correction data, the two test ports are first connected which corresponds to the calibration standard T (T = Thru). After that At each gate, three known gates, e.g. the calibration standards Wellsock (M = match), short circuit (S = short) and idle (O = Open) and measure.

Das Mehrtor-Messproblem besteht darin, dass alle Messtore über das Messobjekt miteinander verkoppelt sind. Man erhält somit nicht mehr an einer Messstelle ein Maß für die hinlaufende, an der nächsten ein Maß für die reflektierte und letztlich an einer weiteren ein Maß für die transmittierte Welle, das von den Abschlüssen des Mehrtores unabhängig ist, sondern man muss zusätzlich die Reflexionseigenschaften der anderen Messtore im Modell berücksichtigen.The multi-port measurement problem consists of the fact that all the test ports are coupled together via the test object. It is thus no longer possible to obtain a measure for the traversing at one measuring point, a measure for the reflected one at the next, and finally a measure for the transmitted wave which is independent of the terminations of the multi-port at another at take into account their measuring gates in the model.

Für dieses Mehrtor-Messproblem wurden in den letzten Jahren einige Lösungen publiziert und patentiert. Die Lösung des Mehrtor-Messproblems von Ferrero, beschrieben in Ferrero, Pisani, Kerwin „A New Implementation of a Multiport Automatic Network Analyzer", IEEE Trans. Microwave Theory Techn., vol. 40, Nov. 1992, pp. 2078-2085 , benötigt einen Netzwerkanalysator mit 2n Messstellen bei gleichem Aufwand an Kalibrierstandards wie das TMSO-Verfahren. Demzufolge sind die Anforderungen an die Hardware der Kalibrierstandards sehr aufwendig. Ebenfalls müssen bei dem Verfahren von Ferrero sämtliche Kalibrierstandards vollständig bekannt sein, was von besonderem Nachteil ist, da vollständig be kannte Standards nicht perfekt realisierbar sind. Des Weiteren basiert das Ferrero-Verfahren ausschließlich auf dem 7-Term-Prinzip, was wegen der unzulänglichen Realisierbarkeit vollständig bekannter Standards und wegen der Empfindlichkeit des 7-Term-Prinzip auf derartige Modellfehler deutliche Messfehler zur Folge hat, wie in Heuermann „Sichere Verfahren zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren für koaxiale und planare Leitungssysteme", Dissertationsschrift, Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 dargelegt.Several solutions have been published and patented in recent years for this multi-port measurement problem. The solution of Ferrero's multi-port measurement problem, described in Ferrero, Pisani, Kerwin "A New Implementation of a Multiport Automatic Network Analyzer", IEEE Trans. Microwave Theory Techn., Vol. 40, Nov. 1992, pp. 2078-2085 requires a network analyzer with 2n measuring points with the same amount of calibration standards as the TMSO method. Consequently, the hardware requirements of the calibration standards are very expensive. Also, in the Ferrero method, all calibration standards must be completely known, which is a particular disadvantage since fully known standards are not perfectly feasible. Furthermore, the Ferrero method is based exclusively on the 7-term principle, which due to the inadequate feasibility of completely known standards and because of the sensitivity of the 7-term principle on such model error has significant measurement errors result, as in Heuermann "Safe Method for Calibration of Network Analyzers for Coaxial and Planar Line Systems", Dissertation, Institute for High Frequency Technology, Ruhr-University Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 explained.

In DE 199 18 697 A1 ist ein 10-Term-Verfahren beschrieben, welches wie das TMSO-Verfahren nur n + 1 Messstellen aber ausschließlich bekannte Kalibrierstandards benötigt.In DE 199 18 697 A1 a 10-term method is described which, like the TMSO method, requires only n + 1 measuring points but exclusively known calibration standards.

Die Multiport-7-Term-Verfahren, welche in DE 199 18 960 A1 beschrieben sind und auf eine Adaption der bekannten Zweitor-Verfahren auf ein Multiport-Verfahren bauen, beinhalten somit die Verfahren TAN, TNA, LAN, TRL, TLR, LLR, LRL, TAR, TMR, TRM, TMS, LMS, TMO, LMO, UMSO, TMN, LNN, TZU, TZY, TYU, LZY, ZZU, YYU, QSOLT und benötigen in der Regel n – 1 + 2 Kalibriermessungen.The multiport 7-term method, which is in DE 199 18 960 A1 and based on an adaptation of the known two-port methods to a multiport method, the methods thus include TAN, TNA, LAN, TRL, TLR, LLR, LRL, TAR, TMR, TRM, TMS, LMS, TMO, LMO, UMSO, TMN, LNN, TZU, TZY, TYU, LZY, ZZU, YYU, QSOLT and typically require n - 1 + 2 calibration measurements.

Ein weiteres Verfahren des Unternehmens ATN wird in der amerikanischen Patentschrift US 5578932 beschrieben. Diese Patentschrift beschreibt im Einzelnen ein so genanntes Testset, mit dem ein 2-Tor Netzwerkanalysator auf n Tore erweitert werden kann. Weiterhin wird eine spezielle Kalibriereinrichtung beschrieben, die für die automatische Kalibrierung dieses Testsets benötigt wird.Another procedure of the company ATN is in the American patent specification US 5578932 described. This patent specification describes in detail a so-called test set, with which a 2-port network analyzer can be extended to n ports. Furthermore, a special calibration device is described, which is needed for the automatic calibration of this test set.

Die Kalibriereinrichtung enthält neben den Standards Open, Short und Match (auch Termination) eine Anordnung verschiedener Transmissionsleitungen, die über Halbleiterschalter zwischen die Anschlüsse der Kalibriereinrichtung geschaltet werden können. Somit müssen alle Standards wie beim TMSO-Verfahren vollständig bekannt sein. Im Gegensatz zur Aussage im Abstract findet jedoch keine vollständige Mehrtorkalibrierung und -fehlerkorrektur statt.The Includes calibration in addition to the standards Open, Short and Match (also Termination) an arrangement different transmission lines, the semiconductor switch between the connections the calibration device can be switched. So everyone has to Standards as in the TMSO process to be completely known. In contrast however, the statement in the abstract does not find complete multi-well calibration and error correction instead.

Stattdessen werden nur Zweitor-Pfade kalibriert, die restlichen Tore werden nicht berücksichtigt (Spalte 18, Zeile 57). Im späteren Messbetrieb werden nacheinander Zweitor-Messungen durchgeführt. Dabei werden die in der Kalibrierung nicht eingeschlossenen Messtore nacheinander durch innerhalb des Testsets eingebaute unterschiedliche Reflexionsstandards abgeschlossen. Für jeden Wert des Reflexionsstandards wird genau eine 2-Tor-Messung durchgeführt (Spalte 21, Zeile 1). Nachdem die Messungen an allen Messtoren durchgeführt wurden, kann aus den erhaltenen Messwerten und den bekannten Werten der Reflexionsstandards ein um die systematischen Fehler korrigiertes Ergebnis berechnet werden. Für die Vermessung eines 3-Tor-Prüfobjektes sind laut Patentschrift 2 Zweitor-Messungen von Tor 1 nach Tor 2 und von Tor 1 nach Tor 3 notwendig (Spalte 21, Zeile 1 und Zeile 45), wobei zur vollständigen Charakterisierung aller Parameter das nicht eingeschlossene dritte Tor des Prüfobjektes bei der Messung von Tor 1 nach Tor 2 durch mindestens 3 unterschiedliche Reflexionsstandards abgeschlossen werden muss (Spalte 21, Zeile 28). Dies bedeutet, dass zur vollständigen Charakterisierung eines 3-Tores 3 + 1 = 4 Zweitor Messungen erforderlich sind.Instead only two-port paths will be calibrated, the remaining goals will be not considered (Col. 18, line 57). In the later Measuring operation successively two-port measurements are performed. there The measuring gates not included in the calibration are successively by different reflection standards built in within the test set completed. For every value of the reflection standard becomes exactly a 2-port measurement carried out (Col. 21, line 1). After measurements have been taken at all test gates, can be calculated from the obtained measured values and the known values of Reflection standards corrected for the systematic errors Result can be calculated. For the measurement of a 3-door test object are according to patent document 2 two-port measurements from port 1 to port 2 and from port 1 to port 3 (column 21, line 1 and line 45), whereby the complete Characterization of all parameters not included third Gate of the test object when measuring from gate 1 to gate 2 by at least 3 different ones Reflection standards must be completed (column 21, line 28). This means that to fully characterize a 3-gates 3 + 1 = 4 two-port measurements are required.

In der DE 10 2004 020 037 A1 wird ein so genanntes RRMT-Kalibrierverfahren beschrieben, bei dem im Unterschied zu den zuvor genannten Verfahren nicht alle Kalibrierstandards bekannt sein müssen. Aus der Messung des Transmissions- und des Reflexionsverhaltens von hinsichtlich Länge und Dämpfung bekannten Transmissionsstandards, des Reflexionsverhaltens von n bekannten Impedanzen, die an den Eintoren realisiert sind, dabei aber im Vergleich zueinander unterschiedlich sein können, und von den jeweils n unbekannten stark reflektierenden Standards Open und Short, werden zunächst die Streuparameter der unbekannten Kalibrierstandards Open und Short rechnerisch ermittelt, um mit den somit 10 bekannten Termen die Fehlerkoeffizienten des Netzwerkanalysators zu ermitteln.In the DE 10 2004 020 037 A1 a so-called RRMT calibration method is described in which, unlike the aforementioned methods, not all calibration standards need to be known. From the measurement of the transmission and reflection behavior of transmission standards known in terms of length and attenuation, the reflection behavior of n known impedances realized on the inlets but different in comparison to each other, and of the n unknown, strongly reflecting standards Open and Short, first the scattering parameters of the unknown calibration standards Open and Short are computationally determined in order to determine the error coefficients of the network analyzer with the thus known terms.

Problematisch ist jedoch in jedem Fall, dass die Messung elektro nischer Bauteile im Wafer-Verband (On-Wafer-Messungen) besonderen Randbedingungen unterliegt, insbesondere hinsichtlich der Realisierbarkeit der Kalibrierstandards.Problematic However, in any case, that is the measurement of electronic components in the wafer dressing (on-wafer measurements) special boundary conditions subject, in particular, with regard to the feasibility of the calibration standards.

Im Halbleiterbereich ist es nicht unüblich, dass Anwender auf den Wafern selbst die Kalibrierstandards realisieren. Die geometrische Reproduzierbarkeit und Gleichheit von derartig selbst gefertigten Kalibrierstandards ist sehr hoch. Vorteilhaft ist dabei auch, dass sich die Kalibrierstandards auf dem gleichen Substratträger (Halbleiter) befinden wie auch die Messobjekte. Neben den Vorteilen der geringen Verfahrwege können außerdem parasitäre Elemente sowie Übergangseffekte von der Messspitze zum Wafer „herauskalibriert" werden. Jedoch werden die elektronischen Eigenschaften nur in guter Näherung realisiert. Insbesondere der Reflexionsstandard Leerlauf lässt sich nicht mit der notwendigen Güte herstellen.in the Semiconductor sector, it is not uncommon that users on the Wafern even realize the calibration standards. The geometric Reproducibility and equality of such self-made Calibration standards is very high. It is also advantageous that the calibration standards are on the same substrate carrier (semiconductor) are as well as the measurement objects. Besides the advantages of the low Travels can Furthermore parasitic Elements as well as transition effects However, it will be "calibrated out" from the tip to the wafer the electronic properties realized only to a good approximation. Especially the standard of reflection idle does not match the necessary Produce goodness.

Die Reflexionsstandards (R) lassen sich auf Halbleitern sehr genau beschreiben, variieren jedoch in der Regel sehr stark bzgl. der Gleichstrom-Widerstandswerte. Bei den beschriebenen verfahren nach dem Stand der Technik ist es notwendig, dass R-Standards mit möglichst identischem Reflexionsverhalten an jedem Messtor angeschlossen werden. Kann dieses nicht gewährleistet werden, wie es bei Mehrtor-On-Wafer-Messungen der Fall ist, da Standards regelmäßig im 90°-Winkel zueinander angeordnet werden, so kommt es zu so genannten Verspannungen, die regelmäßig die Quelle für sehr große Messfehler sind.The Reflection standards (R) can be described very precisely on semiconductors, however, they usually vary very much in terms of DC resistance values. It is the described prior art method necessary that R standards with as identical as possible reflection behavior be connected to each test port. Can not guarantee this As is the case with multi-port on wafer measurements, there are standards regularly at 90 ° to each other are arranged, so it comes to so-called tension, the regularly the Source for very big Measuring errors are.

Ein weiteres Problem sind die Anzahl der Messstellen, die insbesondere bei automatischen Messungen zu optimieren sind, um aparativen Aufwand und Kosten zu sparen und dennoch reproduzierbare Messergebnisse zu erzielen. Hierbei stehen sich die insbesondere auf Wafer-Ebene dargelegte mangelhafte Realisierbarkeit von Kalibrierstandards mit bekannten Eigenschaften und das Erfordernis zur Minimierung der Messstellen gegenüber. Denn einerseits erfordert die Verwendung unbekannter Standards die Anwendung des 7- Term-Verfahrens, um die Streuparameter dieser Standards zu ermitteln. Andererseits ist das 7-Term-Verfahren wegen der oben genannten Fehleranfälligkeit für den Einsatz von nur n + 1 Messstellen, bei denen an jeder Zuleitung zu einem Tor eine und vor dem Schalter zur Schaltung des jeweiligen Tores eine weitere Messstelle angeordnet ist.One Another problem is the number of measuring points, in particular to optimize for automatic measurements to aparativen effort and save costs and yet reproducible measurement results to achieve. Here are the particular on wafer level lacking feasibility of calibration standards known characteristics and the need to minimize the measuring points across from. On the one hand, the use of unknown standards requires the Application of the 7-term method, to determine the scattering parameters of these standards. on the other hand is the 7-term method because of the above error rate for the Use of only n + 1 measuring points, where at each supply line to a gate one and in front of the switch to the circuit of the respective one Tores another measuring point is arranged.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von Netzwerkanalysatoren darzustellen, welche n Messtore aufweisen und der Mehrtormessung auf Halbleiterscheiben dienen, mit dem auch unter Verwendung von anwenderseitig realisierten und von nicht vollständig bekannten Kalibrierstandards eine Optimierung der Anzahl der Messstellen bei weitgehend reproduzierbarer Kalibrierung mit verbesserter Messgenauigkeit möglich ist.Consequently the invention is the task, a method to calibrate network analyzers, which n Have test ports and serve multi-port measurement on semiconductor wafers, with the also using user-implemented and not complete known calibration standards an optimization of the number of measuring points with largely reproducible calibration with improved measurement accuracy possible is.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Verfahren gelöst, welche durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 oder alternativ Anspruch 2 gekennzeichnet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.According to the invention Task solved by methods, which by the features according to claim 1 or alternatively claim 2 are characterized. Advantageous embodiments are entitled to the dependent claims remove.

Die erfindungsgemäßen Verfahren zeichnen dadurch aus, dass in Abhängigkeit von den entsprechend dem eingesetzten Verfahren bekannten und unbekannten Kalibrierstandards und den Anforderungen an die Messqualität die Zahl der Messstellen kleiner sein kann als 2n, z.B. indem an ausgewählten Messleitungen anstelle zweier nur eine Messstelle eingerichtet oder der Schalter für einzelne Kalibriermessungen mit einbezogen wird, wie es von den Netzwerkanalysatoren mit n + 1 Messstellen bekannt ist. Gleichzeitig werden in gewohnter Weise neben den n Impedanzstandards, welche an dem n-fachen Eintor (n-Eintor) gemessen werden, zwei Reflexionsstandards (R), Kurzschlüssen und Leerläufen ähnelnd, vermessen. Damit bietet das angemeldete Verfahren bei Verringerung der Messstellen die gleichen Vorteile, wie das RRMT-Verfahren, nämlich dass die Kalibrierstandards nicht exakt bekannt sein müssen. Folglich lassen sich mit diesen Verfahren und von Anwendern selbst gefertig ten Kalibrierstandards Mehrtor-Messungen mit sehr hoher Präzision und sehr geringen Kosten für die Kalibrierstandards durchführen. Alle erfindungsgemäßen Verfahren sind durch die folgenden Eindeutigkeitskriterien der Kalibrierstandards gekennzeichnet:

  • 1.: Die Phase des Reflexionsstandards (R) muss nur auf ±90° bekannt sein. Mehr Informationen werden nicht benötigt. In der Praxis setzt man einen realen Kurzschluss und einen Leerlauf ein. Die Abweichungen zu einem idealen Kurzschluss oder Leerlauf haben keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.
  • 2.: Die Impedanzstandards (M) müssen vollständig bekannt sein. Diese können beim RRMT-Verfahren jedoch unterschiedlich sein. Derartige Standards werden oft auch als Transfer-Match bezeichnet.
  • 3.: Der Leitungsstandard (T) bei den RRMT-Verfahren nach Anspruch 1 und 2 und ebenso (L) bei den LRRM-Verfahren nach Anspruch 3 und 4 muss vollständig bekannt sein, kann aber eine endliche Dämpfung und ggf. ein bekanntes Reflexionsverhalten aufweisen. Es können zwischen verschiedenen Messtoren auch unterschiedliche Leitungsstandards eingesetzt werden.
The methods according to the invention are characterized in that, depending on the known and unknown calibration standards and the quality of measurement requirements, the number of measuring points may be less than 2n, eg by setting only one measuring point instead of two on selected measuring lines or the switch for individual calibration measurements, as it is known from network analyzers with n + 1 measuring points. At the same time, in addition to the n impedance standards measured at the n-fold gate (n gate), two reflectance standards (R), short circuits and open circuits are measured in the usual way. Thus, the notified procedure offers the same advantages when reducing the measuring points, as the RRMT method, namely that the calibration standards need not be known exactly. Consequently, these methods and custom calibration standards allow multi-port measurements to be performed with very high precision and very low cost for the calibration standards. All methods according to the invention are characterized by the following uniqueness criteria of the calibration standards:
  • 1 .: The phase of the reflection standard (R) need only be known to ± 90 °. More information is not needed. In practice, a real short circuit and an open circuit is used. The deviations from an ideal short circuit or open circuit have no influence on the measuring accuracy.
  • 2 .: The impedance standards (M) must be completely known. However, these may be different in the RRMT procedure. Such standards are often referred to as a transfer match.
  • 3: The line standard (T) in the RRMT method according to claim 1 and 2 and also (L) in the LRRM method according to claim 3 and 4 must be completely known, but may have a finite attenuation and possibly a known reflection behavior , Different line standards can be used between different test ports.

Insbesondere die Verwendung des 10-Term-Verfahrens zur Ermittlung der Fehlerkoeffizienten der gemessenen Zweitor-Kalibrierstandards und der Streumatrix erweist sich in Verbindung mit den weiteren Merkmalen des Verfahrens als vorteilhaft, da das 10-Term-Verfahren unempfindlicher gegenüber Modellfehlern reagiert.In particular, the use of the 10-term method for determining the error coefficients of the measured two-port calibration standards and the scattering matrix proves to be advantageous in conjunction with the further features of the method since the 10-term method is less sensitive to model errors acts.

Aufgrund der Kalibriermessungen der n Impedanzstandards an einem n-Eintor liegt ein besonderer Vorteil des Verfahrens darin, dass die Messgenauigkeit gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht wird. Abweichungen gegenüber dem gemessenen Referenztor am so genannten Anpassungspunkt (S11 = 0), an welchem die Eigenschaften des M-Standards zu den anderen Messtoren nur „übergerechnet" wird, werden auf diese Weise vermieden. Die im Vergleich zur Messung an einem Eintor erforderlichen zusätzlichen n – 1 Messungen sind bei On-Wafer-Messungen nicht nachteilig, da sie zu einem beträchtlichen Teil vollautomatisch ablaufen und diese Kosten folglich nur einen Bruchteil der Kosten des Gesamtsystems ausmachen und da sie zusätzliche Informationen zur Erhöhung der Qualität des Kalibrierverfahrens liefern.Due to the calibration measurements of the n impedance standards on an n-port, a particular advantage of the method is that the measurement accuracy is significantly increased compared to the prior art. Deviations from the measured reference gate at the so-called adaptation point (S 11 = 0), at which the properties of the M standard are only "extrapolated" to the other test ports, are avoided in this way n-1 measurements are not detrimental to on-wafer measurements as they are fully automated and therefore cost only a fraction of the cost of the overall system and provide additional information to increase the quality of the calibration process.

Darüber hinaus zeichnet sich das RRMT-Verfahren, wie auch die Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4 dadurch aus, dass sie stets Leitungen für die Verbindungen der Messtore verwenden. Dies entspricht den besonderen Bedingungen von On-Wafer-Messungen, wo sich im Gegensatz zu koaxialen Messungen die Messtore (On-Wafer-Messspitzen oder Probes) nicht unmittelbar verbinden lassen und deshalb niemals ein echter Thru-Standard eingesetzt werden kann.Furthermore The RRMT method, as well as the methods according to the claims 2 to 4 characterized in that they always lines for the connections of the test gates use. This corresponds to the special conditions of on-wafer measurements, where, in contrast to coaxial measurements, the measuring ports (on-wafer probes or Probes) and therefore never a genuine Thru standard can be used.

Übliche und nicht zu vermeidende Schwankungen bei bekannten Gleichstrom-Widerstandswerten der auf Halbleitern vorhandenen Impedanzstandards beeinflussen die Verfahren dieser Erfindung hingegen nicht.Usual and unavoidable fluctuations in known DC resistance values The impedance standards present on semiconductors affect the On the other hand, methods of this invention do not.

Die erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten gegenüber den bekannten Verfahren, insbesondere welche Netzwerkanalysatoren mit n + 1 Messstelle verwenden, deutlich präziser und langzeitstabiler, weil bei diesen Verfahren Drifteffekte der elektronischen Umschalter keinen Einfluss auf die Messqualität haben.The inventive method work opposite the known methods, in particular which network analyzers use with n + 1 measuring point, much more precise and long-term stable, because in these methods drift effects of the electronic switch have no influence on the measurement quality.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird ebenso durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Dieses Verfahren ermöglicht ebenfalls die Verwendung von Reflexionsstandards, welche nicht exakt bekannt sein müssen. Da darüber hinaus die Impedanzstandards am n-Eintor gemessen werden, ermöglicht dieses Verfahren ebenfalls Kalibriermessungen mit hoher Messgenauigkeit.The The object underlying the invention is also by the method according to the features of claim 2 solved. This procedure allows also the use of reflection standards which are not exact must be known. There about it In addition, the impedance standards are measured at the n-gate, this allows Method also calibration measurements with high accuracy.

Da dieses Kalibrierverfahren jedoch das 7-Term-Verfahren für die rechnerische Ermittlung der Fehlerkoeffizienten und der Streumat rix verwendet, wodurch der rechnerische Aufwand verringert wird, und der Thru-Standard anstelle zwischen allen Messtorkombinationen zwischen einem Referenztor und den übrigen n – 1 Toren gemessen wird, findet dieses Verfahren insbesondere bei Mehrtormessungen mit n > 2 Anwendung. Im Folgenden soll es als Mehrtor-RRMT-Verfahren oder GRRMT-Verfahren bezeichnet sein. Die höhere Empfindlichkeit des 7-Term-Verfahrens gegenüber Modellfehlern hat nur geringen Einfluss, da die Impedanzmessung am n-Eintor erfolgt und kein Überrechnen erforderlich ist und da es eine Optimierung des rechnerischen Aufwandes für diese Mehrtore darstellt. Die beschriebenen schaltungs- und messtechnischen Vorteile des RRMT-Verfahrens kennzeichnen auch das Mehrtor-RRMT-Verfahren.There However, this calibration method, the 7-term method for the computational Determining the error coefficients and the litter matrix used, which reduces the computational effort, and the Thru standard instead of between all test tube combinations between a reference gate and the rest n - 1 Gates is measured, this method finds especially in Mehrtormessungen with n> 2 application. in the Hereafter referred to as multi-gate RRMT method or GRRMT method be. The higher one Sensitivity of the 7-term method to model errors has little Influence, since the impedance measurement takes place at the n-gate and no conversion is necessary and there is an optimization of the computational effort for this Represents multiple goals. The described circuit and metrological Advantages of the RRMT procedure also feature the multi-gate RRMT method.

Für Mehrtormessungen mit n > 2 ist es alternativ zu dem RRMT- und dem GRRMT-Verfahren auch möglich, dass die weitere Kalibriermessung anstelle an einem n-Eintor, realisiert mittels n bekannter Impedanzen, an einem Eintor durchgeführt wird, welches mittels einer bekannten Impedanz (z.B. so genannte Wellenabschlüsse mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist und die Eigenschaften dieser Impedanz an den übrigen n – 1 Eintoren aus dieser Kalibriermessung rechnerisch ermittelt werden. Diese Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend als LRRM- und GLRRM- oder Mehrtor-LRRM-Verfahren bezeichnet. Bei diesen beiden Verfahren findet wiederum eine Optimierung zwischen dem rechnerischen sowie dem schaltungs- und messtechnischen Aufwand für Mehrtore mit Bezug auf die erforderliche Messgenauigkeit statt.For multi-gate measurements with n> 2 it is alternative to the RRMT and the GRRMT method also possible that the further calibration measurement instead of an n-gate, realized by means of n known impedances, performed at a one-port which is detected by means of a known impedance (e.g. wave statements with 50 Ω, M = match) and the properties of this impedance at the rest n - 1 goals calculated from this calibration measurement. These Embodiments of the invention are hereinafter referred to as LRRM and GLRRM- or Multi-port LRRM method. In these two methods finds again an optimization between the computational and the switching and metrological effort for Mehrtore with respect to the required measurement accuracy instead.

Die vier Verfahren, die in dieser Erfindung unter den Ansprüchen 1-4 angemeldet werden, unterscheiden sich bei der Durchführung um einzelne Merkmale, die sich jedoch in der Praxis deutlich auswirken können. Den größten Unterschied gibt es zwischen den RRMT-Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 und den Mehrtor-LRRM-Verfahren unter den Ansprüchen 3 und 4. Bei den Mehrtor-LRRM-Verfahren wird nur ein Impedanzstandard an einem Tor kontaktiert und vermessen, wobei dieses Tor als Referenztor dient. Hingegen wird bei den beiden RRMT-Verfahren an jedem Tor ein Impedanzstandard, der sich mit keinem anderen Impedanzstandard gleichen muss, kontaktiert und vermessen.The four methods used in this invention among claims 1-4 are logged in, differ in the implementation order individual characteristics, which however have a significant effect in practice can. The biggest difference There is between the RRMT method according to claims 1 and 2 and the multi-port LRRM method among the claims 3 and 4. In the multi-port LRRM process only one impedance standard is contacted and measured at a gate, this gate serves as a reference gate. On the other hand, with the two RRMT method at each gate an impedance standard that matches with none different impedance standard, contacted and measured.

Der Unterschied zwischen den beiden RRMT- bzw. Multiport-LRRM-Verfahren liegt in der Anzahl der T- bzw. L-Messungen. Bei den Verfahren nach Anspruch 1 und 3 benötigt man k Messungen und somit mehr als bei den Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, wo nur n – 1 Messungen erforderlich sind. Die Verfahren nach Anspruch 1 und 3 zeichnen sich wiederum durch eine größere Robustheit aus. So kann man z.B. zeigen, dass die Transmissionsmessdynamik bei den Verfahren 1 und 3 der des Gerätes entspricht und sie dort angewendet werden, wo die Messdynamik des Netzwerkanalysators erreicht werden soll. Hingegen gibt es bei den Verfahren den Ansprüchen nach 2 und 4 eine deutlich größere Sensibilität bezüglich kleiner Kontaktierungsfehler und Unvollkommenheiten in den Kalibrierstandards. Folglich wird man die Verfahren nach 2 und 4 erst einsetzen, wenn die Anzahl n der Messtore unverhältnismäßig groß ist.The difference between the two RRMT and multiport LRRM methods lies in the number of T or L measurements. The methods according to claims 1 and 3 require k measurements and thus more than in the methods according to claims 2 and 4, where only n-1 measurements are required. The method of claim 1 and 3 are characterized in turn by a greater robustness. So you can show eg that the transmission measurement dynamics in methods 1 and 3 correspond to those of the device and they are applied where the dynamic range of the network analyzer is to be achieved. By contrast, in the methods according to claims 2 and 4 there is a significantly greater sensitivity with respect to small contacting errors and imperfections in the calibration standards. Consequently, the methods according to FIGS. 2 and 4 will not be used until the number n of the measuring gates is disproportionately large.

Mit derartig geringen Ansprüchen an die Kalibrierstandards lassen sich die erfindungsgemäßen Mehrtorkalibrierverfahren auch ausgezeichnet für automatisierte Kalibrierungen von vektoriellen Netzwerkanalysatoren in koaxialen Umgebungen einsetzen. Für Zweitor-Kalibrierungen werden Algorithmen und zugehörige Schaltnetzwerke bereits von mehreren Herstellern vertrieben. Bei Multiport-Kalibrierungen ist die Anzahl der Kontaktierungen der Kalibrierstandards merklich größer, was Zeit und Geld kostet und größere Fehlerrisiken in sich birgt.With such low demands The multi-calibration calibration methods according to the invention can be applied to the calibration standards also excellent for automated calibrations of vector network analyzers in coaxial environments. For two-port calibrations Algorithms and associated switching networks already distributed by several manufacturers. For multiport calibrations the number of contacts of the calibration standards is noticeable bigger, what Time and money costs and greater error risks in harbors.

Die Reflexionsstandards Open und Short, sind besonders geeignet, an den einzelnen Toren physikalisch gleiche Kalibrierstandards zu realisieren, so dass die durch die unbekannten Durchverbindungen erforderlichen Terme zur Ermittlung der Streuparameter auch aus dieser Randbedingung des Verfahrens zu gewinnen. Damit ist es möglich, von der Messung eines der Reflexionsstandards auf die elektronischen Eigenschaften des dazu physikalisch gleichen Standards am anderen Tor zu schliefen.The Reflection standards Open and Short, are particularly suitable to to realize physically the same calibration standards for the individual gates, so that those required by the unknown interconnections Terms for determining the scattering parameters also from this boundary condition to win the process. This makes it possible to measure by measuring the reflection standards on the electronic properties of the to physically same standards at the other gate to sleep.

Vergleichbare Vorteile erzielt man, wenn sich Transmissionsstandards symmetrisch zueinander verhalten. In Bezug auf die 1a können z.B. die Standards S5 und S6 und in 1b die Standards S4 und S5 symmetrisch zueinander gestaltet sein. Mit Hilfe der auf diese Weise zu gewinnenden Informationen ist es z.B. möglich, eine geringere Anzahl von Transmissionsstandards, die n – 1 Standards zwischen einem Referenztor und den übrigen Toren, herzustellen, was in den eingangs genannten Fällen auf Wafer-Ebene von Vorteil ist.Comparable advantages are achieved when transmission standards behave symmetrically to one another. Regarding the 1a For example, the standards S 5 and S 6 and in 1b the standards S 4 and S 5 are symmetrical to each other. With the help of the information to be obtained in this way it is possible, for example, to produce a smaller number of transmission standards, the n-1 standards between a reference gate and the other gates, which is advantageous in the aforementioned cases at the wafer level.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt inThe Invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The associated Drawing shows in

1a und 1b die schematische Darstellungen von je sechs auf einem Wafer unterschiedlich realisierten Transmissionsstandards je eines Vier-Tores, 1a and 1b the schematic representations of six differently realized transmission standards per one four-port on a wafer,

2 die schematische Definition einer Streumatrix, der einlaufenden und der auslaufenden Welle am Zweitor und 2 the schematic definition of a scattering matrix, the incoming and the outgoing wave at the two-port and

3 ein Blockschaltbild eines vektoriellen 4-Tor-Netzwerkanalysators und 3 a block diagram of a vectorial 4-port network analyzer and

4 ein Blockschaltbild eines vektoriellen 3-Tor-Netzwerkanalysators mit 5 Messstellen. 4 a block diagram of a vector 3-port network analyzer with 5 measuring points.

2 zeigt ein Zweitor, das durch seine Streumatrix [S] gekennzeichnet ist. Die Wellen a1 und a2 sind die auf das Zweitor zulaufenden Wellen, b1 und b2 entsprechend die in umgekehrter Richtung sich fortpflanzenden Wellen. Es gilt die Beziehung

Figure 00130001
2 shows a two-port indicated by its scattering matrix [S]. The waves a 1 and a 2 are the waves converging to the two-port, b 1 and b 2 corresponding to the waves propagating in the reverse direction. It applies the relationship
Figure 00130001

In gleicher Weise ist ein n-Tor mit den Wellen a1 bis an, b1 bis bn und der kennzeichnenden Streumatrix [S] darzustellen.In the same way, an n-port with the waves a 1 to a n , b 1 to b n and the characteristic scattering matrix [S] is to be represented.

Mit dem Blockschaltbildes der 4 wird das Kalibrierverfahren eines vektoriellen Netzwerkanalysators an dem Ausführungsbeispiel eines Messobjektes 10 (DUT) mit n = 3 Toren T1, T2 und T3 dargestellt, welches an den drei Toren über die unten beschriebenen Schalterstellungen mit dem Netzwerkanalysator verbunden ist. Ein Signal einer Quelle 17 wird über einen ersten Umschalter 12 entweder direkt auf einen Zweig 20 oder indirekt über einen zweiten, kaskadierten Umschalter 12 auf einen von zwei weiteren zwei Zweigen 18, 19 geleitet.With the block diagram of the 4 becomes the calibration method of a vectorial network analyzer on the embodiment of a measurement object 10 (DUT) with n = 3 gates T 1 , T 2 and T 3 shown, which is connected to the three ports via the switch positions described below with the network analyzer. A signal from a source 17 is via a first switch 12 either directly on a branch 20 or indirectly via a second, cascaded switch 12 on one of two further two branches 18 . 19 directed.

Für eine hinlaufende Welle, die durch besagte, kaskadierte Umschalter 12 alternativ auf einen von zwei Zweigen 18, 19 geleitet werden kann, ist zwischen den beiden Umschaltern 12 eine erste Messstelle 11 angeordnet. Eine weitere Messstelle 11 für eine hinlaufende Welle ist in dem Zweig 20 angeordnet, der durch nur einen Umschalter 12 direkt zu schalten ist. Für die rücklaufenden Wellen ist in jedem der zu einem der Tore T1, T2 oder T3 verlaufenden Zweige 18, 19 oder 20 eine weitere Messstelle 11 angeordnet. Diese Messstellen befinden sich jeweils zwischen dem DUT 10 und dem nächstliegenden Umschalter 12.For a traveling wave passing through said cascaded switches 12 alternatively to one of two branches 18 . 19 can be routed between the two switches 12 a first measuring point 11 arranged. Another measuring point 11 for a trailing wave is in the branch 20 arranged by only one switch 12 is to switch directly. For the returning waves is in each of the one to the gates T 1 , T 2 or T 3 extending branches 18 . 19 or 20 another measuring point 11 arranged. These measuring points are located between the DUT 10 and the nearest switch 12 ,

In jeder der mit den beiden Umschaltern 12 möglichen Schalterstellung, d.h. in jedem Zweig 18, 19 und 20 wird mit einer dieser fünf Messstellen 11 ein Messwert m1, m4 für die hinlaufende und ein Messwert m2, m3 und m5 für die rücklaufende Welle des jeweils realisierten Kalibrierstandards aufgenommen. Für das Verfahren nach Anspruch 1 sind das drei Transmissionsstandard bekannter Länge und Dämpfung zwischen jeder möglichen Messtorkombination, d.h. zwischen den Toren T1 und T2, T1 und T3 sowie T2 und T3. Darüber hinaus werden Transmissions- und Reflexionsverhalten von n-fachem Eintor gemessen, das mittels n bekannter Impedanzen realisiert ist. Die Impedanzen können jedoch an jedem der Eintore von zumindest einem der anderen abweichen. Gemäß Anspruch 1 werden des Weiteren Reflexions-Standards gemessen, die Kurzschlüssen und Leerläufen ähneln und unbekannt sind. Sofern eines der anderen Verfahren zur Anwendung kommt, werden die Messwerte mn entsprechend den dafür beschriebenen Merkmalen gemessen.In each of the two switches 12 possible switch position, ie in each branch 18 . 19 and 20 comes with one of these five measuring points 11 a measured value m 1 , m 4 for the outgoing and a measured value m 2 , m 3 and m 5 recorded for the returning wave of each realized calibration standard. For the method according to claim 1, the three transmission standard of known length and attenuation between each possible Meßstorkombination, ie between the gates T 1 and T 2 , T 1 and T 3 and T 2 and T 3 . In addition, transmission and reflection behavior are measured by n-fold gate, which is realized by means of n known impedances. However, the impedances may differ at any one of the gates of at least one of the others. Further, according to claim 1, reflection standards similar to short circuits and open circuits and unknown are measured. If one of the other methods is used, the measured values m n are measured according to the characteristics described for this.

Als Blockschaltbild ist der Fall eines 4-Tor Netzwerkanalysesystems, d.h. n = 4, im 3 illustriert. Man erkennt, dass n + 2 = 6 Messstellen 11 notwendig sind. 3 zeigt auf, wie ein derartiger Aufbau zu realisieren ist und dient als Grundlage für die nachfolgende Beschreibung der Mehrtorverfahren.As a block diagram is the case of a 4-port network analysis system, ie n = 4, in 3 illustrated. It can be seen that n + 2 = 6 measuring points 11 necessary. 3 shows how such a structure is to be realized and serves as a basis for the following description of the Mehrtorverfahren.

Im 3 wird dargestellt, wie das Signal einer von zwei Quellen 17 über einen ersten Umschalter 12 auf die Zweige 18 und 19 und das Signal einer zweiten Quelle 17 über einen zweiten Umschalter 12 auf die Zweige 20 und 21 geleitet wird. Beide Umschalter 12 sind vor den Messstellen 11 für die rücklaufenden Wellen in den jeweiligen Zweigen 18, 19, 20 und 21, hier bezeichnet als m2 und m3 sowie m5 und m6, angeordnet. Zwischen jeweils einer Quelle 17 und einem Schalter sind zwei weitere Messstellen 11 angeordnet, bezeichnet als m1 und m4, welche das Maß für die hinlaufenden Wellen aufnehmen. Die als ideal angenommenen Messstellen 11 sind somit, in Ausbreitungsrichtung der zu messenden Welle betrachtet, stets vor einem Schalter 12 eingeordnet und nehmen jeweils ein Maß für die hinlaufende und transmittierte Welle auf. Die Eigenschaften der Schalter 12, wie beispielsweise Reproduzierbarkeit, Reflexion und Langzeitstabilität, werden in der nachfolgenden Berechnung mittels des 10-Term-Modells berücksichtigt. Sämtliche deterministischen Nichtidealitäten und Unvollkommenheiten in Form von Fehlanpassungen und Übersprecher werden in den Fehlermatrizen 13, 14a, 14b und 14c zusammengefasst und berücksichtigt. An den Toren T1, T2, T3 und T4 ist das Messobjekt 10 (DUT) über die entsprechende Schalterstellung mit dem vektoriellen Netzwerkanalysator verbunden.in the 3 is represented as the signal of one of two sources 17 via a first switch 12 on the branches 18 and 19 and the signal of a second source 17 via a second switch 12 on the branches 20 and 21 is directed. Both switches 12 are in front of the measuring points 11 for the returning waves in the respective branches 18 . 19 . 20 and 21 , here referred to as m 2 and m 3 and m 5 and m 6 , arranged. Between one source each 17 and a switch are two more measuring points 11 arranged, referred to as m 1 and m 4 , which receive the measure of the running waves. The measuring points assumed to be ideal 11 are thus, in the propagation direction of the wave to be measured, always in front of a switch 12 arranged and each take a measure of the incoming and transmitted wave on. The characteristics of the switches 12 such as reproducibility, reflectance, and long-term stability are considered in the following calculation using the 10-term model. All deterministic non-idealities and imperfections in the form of mismatches and crosstalk are found in the error matrices 13 . 14a . 14b and 14c summarized and taken into account. At the gates T 1 , T 2 , T 3 and T 4 is the target 10 (DUT) connected via the appropriate switch position with the vectorial network analyzer.

In jeder Schalterstellung werden an den jeweils zwei Messstellen die Messwerte mn für das Reflexions- oder das Transmissionsverhalten der realisierten Kalibrierstandards erfasst. Für das Verfahren nach Anspruch 1 sind das sechs Transmissionsstandards bekannter Länge und Dämpfung zwischen den Toren T1 und T2, T3 und T1, T4 und T1, T3 und T2, T2 und T4 sowie T3 und T4 angeschlossen sind. Darüber hinaus sind das die jeweils n-fachen Match-Standards sowie Reflexions-Standards, Kurzschlüssen und Leerläufen ähnelnd, an jedem Eintor, als n-Eintor bezeichnet. Sofern eines der anderen Verfahren zur Anwendung kommt, werden die Messwerte mn entsprechend den dafür beschriebenen Merkmalen gemessen, wobei bei den Verfahren nach Anspruch 2 ein beliebiges der Tore als Referenztor definiert wird und die Zweitore durch dieses Referenztor und jedes der anderen Tore gebildet werden. Aus diesen Messwerten wird, wie nachfolgend beschrieben, die Streumatrix ermittelt.In each switch position, the measured values m n for the reflection or the transmission behavior of the realized calibration standards are recorded at the two measuring points. For the method according to claim 1, the six transmission standards of known length and attenuation between the gates T 1 and T 2 , T 3 and T 1 , T 4 and T 1 , T 3 and T 2 , T 2 and T 4 and T 3 and T 4 are connected. In addition, these are the n-fold match standards as well as reflection standards, short circuits and open-runs similar, at each one-port, referred to as n-gate. If one of the other methods is used, the measured values m n are measured according to the features described therefor, wherein in the method according to claim 2, any of the gates is defined as a reference gate and the two ports are formed by this reference gate and each of the other gates. From these measured values, as described below, the scattering matrix is determined.

Die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich von der mathematischen Seite in drei Schritte unterteilen:

  • 1. die sog. Selbstkalibrierung der unbekannten Reflexionsstandards,
  • 2. die sog. direkte Kalibrierung und
  • 3. die Systemfehlerkorrektur.
The methods according to the invention can be subdivided from the mathematical side into three steps:
  • 1. the so-called self-calibration of the unknown reflection standards,
  • 2. the so-called direct calibration and
  • 3. the system error correction.

Im ersten Schritt werden die unbekannten Parameter in den Kalibrierstandards berechnet. Hier werden Spur- und Determinanteneigenschaften von Abbildungsmatrizen ausgenutzt, wie in Heuermann „Sichere Verfahren zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren für koaxiale und planare Leitungssysteme", Dissertationsschrift, Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 beschrieben. Dabei werden die Match- Kalibrierstandards nicht mit idealen Eigenschaften (S11 = 0) in der Mathematik berücksichtigt. Dieses führt dazu, dass die daraus resultierenden Gleichungen zur Berechnung der Reflexionswerte der beiden R-Standards deutlich länger sind. Jedoch unterscheiden sich diese Gleichungen bzgl. der oben genannten Eindeutigkeitskriterien für die Leitungs-, Impedanz- und Reflexions-Standards nicht von den üblichen Lösungen der Selbstkalibrierrechnungen.In the first step, the unknown parameters are calculated in the calibration standards. Here, track and determinant properties of imaging matrices are exploited as in Heuermann "Safe Method for Calibration of Network Analyzers for Coaxial and Planar Line Systems", Dissertation, Institute for High Frequency Technology, Ruhr-University Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 described. The match calibration standards are not considered with ideal properties (S11 = 0) in mathematics. As a result, the resulting equations for calculating the reflectance values of the two R standards are significantly longer. However, these equations with respect to the above-mentioned uniqueness criteria for the line, impedance and reflection standards do not differ from the usual solutions of self-calibration calculations.

Beim zweiten Schritt der direkten Kalibrierung werden die Fehlerkoeffizienten berechnet. Dies geschieht für das RRMT-Verfahren nach Anspruch 1 und für das LRRM-Verfahren nach Anspruch 3 auf klassischen Wegen der 10-Term-Verfahren, wie diese in Schick „Messsysteme der Hochfrequenztechnik", Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1984 und in Heuermann, „Sichere Verfahren zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren für koaxiale und planare Leitungssysteme", Dissertationsschrift, Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 beschrieben wurden. Man führt für jede Durchverbindung eine Zweitorkalibrierung durch und kennt die Fehlerkoeffizienten für diese Verbindung. Der Weg zur Behandlung des Multiport-Verfahrens wird dann als dritter Schritt beschrieben.The second step of direct calibration calculates the error coefficients. This ge for the RRMT method according to claim 1 and for the LRRM method according to claim 3 on classical ways of the 10-term method, as in Schick "Messsysteme der Hochfrequenztechnik", Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1984 and in Heuermann, "Safe method for the calibration of network analyzers for coaxial and planar line systems", dissertation, Institute for High Frequency Technology, Ruhr University Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 have been described. One carries out a two-calibration for each connection and knows the error coefficients for this connection. The way to handle the multiport method is then described as the third step.

Für die Verfahren nach Anspruch 2 und 4 werden Wege der 7-Term-Verfahren zur Berechnung der Fehlerkoeffizienten ebenfalls in Heuermann „Sichere Verfahren zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren für koaxiale und planare Leitungssysteme", Dissertationsschrift, Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 für ähnliche Zweitor-Verfahren beschrieben. Die Zusammenführung dieser Resultate der Zweitor-Verfahren in ein Multiport-Verfahren wird ebenfalls im nächsten Schritt dargestellt.For the methods according to claims 2 and 4, ways of the 7-term methods for calculating the error coefficients are also described in FIG Heuermann "Safe Method for Calibration of Network Analyzers for Coaxial and Planar Line Systems", Dissertation, Institute for High Frequency Technology, Ruhr-University Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5 for similar two-port processes described. The merger of these results of the two-port method into a multiport method will also be presented in the next step.

Beim dritten Schritt zur Durchführung einer Systemfehlerkorrektur werden die Messdaten eines unbekannten Messobjektes von den Fehlern des vektoriellen Netzwerkanalysators und den Zuleitungen korrigiert.At the third step to carry out A system error correction will be the measurement data of an unknown Measured object from the errors of the vector network analyzer and the supply lines corrected.

Für die Verfahren nach Anspruch 1, die auf dem 10-Term-Prinzip basieren, bildet die Ausgangsbasis für die mathematische Beschreibung der 10-Term Mehrtorverfahren (oft auch Multiportverfahren genannt) das oben beschriebene Fehlermodell. Der Einfachheit halber soll hier die mathematische Herleitung nur für den Fall der Vermessung von Dreitoren, durchgeführt werden. Durch eine entsprechende Schalterstellung I, II und III wird ein Quellsignal auf den Zweig des jeweiligen Tores geschalten. Die Verallgemeinerung dieser Vorgehensweise zu n-Toren ist auf einfache Art und Weise möglich.For the procedures according to claim 1, which are based on the 10-term principle forms the Starting point for the mathematical description of the 10-term Mehrtorverfahren (often also called multiport method) the error model described above. For the sake of simplicity, here is the mathematical derivation only in the case the measurement of three-tone, be performed. By an appropriate Switch position I, II and III will be a source signal to the branch switched the respective gate. The generalization of this procedure to n-gates is possible in a simple manner.

Zur Ermittlung der klassischen Fehlermatrizen des 10-Term Modells wird eine Zweitorkalibrierung zwischen jeder der drei möglichen Messtorkombinationen mit der jeweiligen Fehlermatrize [A], [F] und [G] durchgeführt. Es gilt: [F] = [BI]–1 und [G] = [BII]–1.To determine the classical error matrices of the 10-term model, a two-phase calibration is performed between each of the three possible probe stack combinations with the respective error matrices [A], [F] and [G]. The following applies: [F] = [B I ] -1 and [G] = [B II ] -1 .

Für eine erste Schalterstellung I ist die Fehlermatrix [A] das Referenztor, das drei Fehlergrößen enthält, für II ist es [F] und für III [G], Die für jede Schalterstellung zwei anderen Messtore enthalten nur die zwei Fehlergrößen (z.B.; FT, FL) des Transmissionsfehlernetzwerkes. Die zugehörigen Größen sollen im Weiteren abhängig von der Schalterstellung einfach, zweifach und dreifach gestrichen werden. Für den Dreitorfall ergeben sich somit 3·3 + 3·2·2 = 21 Fehlergrößen.For a first switch position I, the error matrix [A] is the reference gate containing three error sizes, for II it is [F] and for III [G], which for each switch position contains two other test gates only the two error sizes (eg; F T , F L ) of the transmission error network. Depending on the position of the switch, the associated variables are to be deleted once, twice and three times. For the three-port case, this results in 3 × 3 + 3 × 2 × 2 = 21 error quantities.

Die Korrekturrechnung der Messwerte des Messobjektes (mi) unter Verwendung der 21 Fehlergrößen lässt sich wie folgt ansetzen:

Figure 00170001
Nach Umstellung erhält man 6 Gleichungen für die 6 Wellengrößen a'1, a'2, a'3, b'1, b'2, b'3.The correction calculation of the measured values of the measurement object (mi) using the 21 error quantities can be set as follows:
Figure 00170001
After conversion '1, a' is obtained 6 equations for the 6 wave parameters A 2, A '3, b' 1, b '2, b'. 3

Genauso verfährt man für die übrigen Schalterstellungen. Diese 3·6 Gleichungen lassen sich in der Gleichung

Figure 00180001
einsetzen. Hierbei bekommt man für jede Schalterstellung die Werte einer Matrixspalte, was letztlich zu einem linearen Gleichungssystem bestehend aus zwei n·n Messwertmatrizen und der n·n Streumatrix führt. Löst man dieses Gleichungssystem nach der [Sx]-Matrix auf, so stehen die fehlerkorrigierten Streuparameter eines n-Tores zur Verfügung.The same procedure is followed for the other switch positions. These 3 · 6 equations can be found in the equation
Figure 00180001
deploy. In this case, one obtains the values of a matrix column for each switch position, which ultimately leads to a linear equation system consisting of two n × n measured value matrices and the n × n scattering matrix. Solving this system of equations according to the [S x ] matrix, the error-corrected scattering parameters of an n-gate are available.

Für die Verfahren nach Anspruch 2 und 4, die auf dem 7-Term-Prinzip basieren bildet die Ausgangsbasis für die mathematische Beschreibung der 7-Term Mehrtorverfahren (oft auch Multiportverfahren genannt) ebenfalls das gleiche Fehlermodell. Der Einfachheit halber soll hier ebenfalls die mathematische Herleitung nur für Fall der Vermessung von Dreitoren durchgeführt werden. Die Verallgemeinerung dieser Vorgehensweise zu n-Toren kann wiederum auf einfache Art und Weise durchgeführt werden, indem man einen Umschalter mit n Ausgangstoren vorsieht und für jedes weitere Tor des Messobjektes zusätzliche Messstellen berücksichtigt.For the methods according to claim 2 and 4, which are based on the 7-term principle, the starting point for the mathematical description of the 7-term Mehrtorverfahren (often called multiport method) forms also the same error model. For the sake of simplicity, the mathematical derivation should also be carried out here only for the case of the measurement of three-ports. The generalization of this procedure to n-gates can in turn be carried out in a simple manner by providing a switch with n output ports and taken into account for each additional gate of the measurement object additional measuring points.

Zur Ermittlung der klassischen Fehlermatrizen des 7-Term Modells wird eine Zweitorkalibrierung zwischen dem Referenztor mit der Fehlermatrix [A] und den Fehlermatrizen [Bi] (i = 1, 2, ..., n) durchgeführt. Die Bezeichnung 7-Term Modell rührt von der Tatsache, dass die zugehörigen 2·2 Fehlermatrizen [A] und [Bi] insgesamt 7 Fehlerterme enthalten, da immer eine der 8 enthaltenen Größen auf 1 gesetzt werden kann.To determine the classical error matrices of the 7-term model, a second calibration is performed between the reference gate with the error matrix [A] and the error matrices [B i ] (i = 1, 2,..., N). The term 7-term model derives from the fact that the associated 2 × 2 error matrices [A] and [B i ] contain a total of 7 error terms, since one of the 8 variables contained can always be set to 1.

Im Weiteren ist es vorteilhaft, die mathematische Formulierung des Zweitormodells in der inversen Form der angegebenen Trans missionsparameter anzusetzen: [G] = [A]–1, [Hi] = [Bi]–1, i = 1, 2 (2) wobei für die Ein- und Ausgänge an den Fehlernetzwerken

Figure 00190001
gilt. Diese Gleichungen lassen sich nach den ai und bi Wellen
Figure 00190002
größen auflösen und in der Gleichung einsetzen. Hierbei bekommt man für jede Schalterstellung die Werte einer Matrixspalte, was letztlich zu einem linearen Gleichungssystem bestehend aus zwei n·n Messwertmatrizen und der n·n Streumatrix führt. Löst man dieses Gleichungssystem nach der [Sx]-Matrix auf, so stehen die fehlerkorrigierten Streuparameter eines n-Tores zur Verfügung.Furthermore, it is advantageous to set the mathematical formulation of the two-model in the inverse form of the specified transmission transmission parameters: [G] = [A] -1 , [H i ] = [B i ] -1 , i = 1, 2 (2 ) where for the inputs and outputs on the error networks
Figure 00190001
applies. These equations can be according to a i and b i shafts
Figure 00190002
Resolve sizes and insert in the equation. In this case, one obtains the values of a matrix column for each switch position, which ultimately leads to a linear equation system consisting of two n × n measured value matrices and the n × n scattering matrix. Solving this system of equations according to the [S x ] matrix, the error-corrected scattering parameters of an n-gate are available.

T1 bis T4 T 1 to T 4
Messtore 1 bis 4test ports 1 to 4
S1 bis S6 S 1 to S 6
Transmissionsstandard 1 bis 6transmission standard 1 to 6
1010
Messobjektmeasurement object
1111
Messstellemeasuring point
1212
Umschalterswitch
1313
FehlermatrizeFehlermatrize
14a14a
FehlermatrizeFehlermatrize
14b14b
FehlermatrizeFehlermatrize
1717
Quellesource
1818
Zweigbranch
1919
Zweigbranch
2020
Zweigbranch
2121
Messobjektmeasurement object

Claims (7)

Verfahren zum Kalibrieren eines n Messtore und m Messstellen (n > 1) aufweisenden vektoriellen Netzwerkanalysators durch aufeinander folgende Messung der Reflexions- und Transmissionsparameter an k = Summe(n – i) für (i = 1, 2, ..., n – 1) verschiedenen, zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten Zweitor-Kalibrierstandards, die alle einen Transmissionspfad aufweisen müssen, und drei verschiedenen weiteren zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten n-Tor-Kalibrierstandards, die keine Transmission aufweisen dürfen, durch rechnerische Ermittlung der Fehlerkoeffizienten des Netzwerkanalysators mittels 10-Term-Verfahren in k-facher Anwendung unter Verwendung der gemessenen Zweitor-Kalibierstandards sowie durch rechnerische Ermittlung der fehlerkorrigierten Streumatrizen [Sx] der n-Tor-Kalibrierstandards aus den Fehlerkoeffizienten jedes Zweitor-Kalibierstandards unter Berücksichtigung der Transmissions-Fehlergrößen der übrigen n – 2 Messtore mittels 10-Term-Mehrtor-Verfahren, indem (a) die ersten k Kalibriermessungen an jeweils einem Zweitor, das mittels der direkten Verbindung der Messtore (Durchverbindung, T = Thru) oder einer kurzen angepassten Leitung (L = Line) bekannter Länge und Dämpfung realisiert ist und das zwischen jeder k möglichen Messtor kombination angeschlossen wird, durchgeführt werden, (b) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-fachen Eintor (n-Eintor), das mittels n bekannten Impedanzen (z.B. so genannte Wellenabschlüsse mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist, durchgeführt wird, wobei die n bekannten Impedanzen im Vergleich zueinander unterschiedlich sein können, (c) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-Eintor, das mittels n unbekannter stark reflektierenden Abschlüsse (R = Reflect), deren elektrische Eigenschaften denen von Kurzschlüssen (S = Short) ähneln, realisiert ist, durchgeführt wird, (d) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-Eintor, das mittels n unbekannter stark reflektierenden Abschlüsse (R = Reflect), deren elektrische Eigenschaften denen von Leerläufen (O = Open) ähneln, realisiert ist, durchgeführt wird und (e) die Reflexionswerte der n-Eintore, welche durch unbekannte reflektierende, Kurzschlüssen oder Leerläufen ähnelnden Abschlüsse realisiert sind, rechnerisch ermittelt werden dadurch gekennzeichnet, dass für m gilt: n + i < m < 2n.Method for calibrating a vectorial network analyzer having n measurement points and m measuring points (n> 1) by consecutively measuring the reflection and transmission parameters on k = sum (n-i) for (i = 1, 2,..., N-1 ) different, between the test ports in any order connected two-port calibration standards, all of which must have a transmission path, and three different other between the test ports in any order connected n-gate calibration standards, which must have no transmission, by computationally determining the error coefficients of the Network analyzer using 10-term method in k-fold application using the measured two-port calibration standards and by computational determination of the error-corrected scattering matrices [S x ] of the n-port calibration standards from the error coefficients of each two-port calibration standard taking into account the transmission error magnitudes of the remaining n-2 test ports by means of 10-term multi-port methods, by (a) performing the first k calibration measurements on each of a two-port direct connection of the test ports ( Through connection, T = Thru) or a short adapted line (L = line) of known length and attenuation is realized and which is connected between each k possible Messtor combination, are performed, (b) one of the further calibration measurement at an n-fold gate ( n-gate), which is realized by means of n known impedances (eg so-called wave terminations with 50 Ω, M = match), wherein the n known impedances may be different compared to each other, (c) one of the further calibration measurements on one n-gate, which by means of n unknown highly reflective terminations (R = Reflect) whose electrical properties are similar to those of Kurzs (d) one of the further calibration measurements on an n-gate, which uses n unknown highly reflective terminations (R = Reflect), whose electrical properties correspond to those of open runs (O = Open ) and that (e) the reflection values of the n-gates, which are realized by unknown reflective, short-circuiting or open circuit-like terminations, are computationally determined, characterized in that for m: n + i <m <2n , Verfahren zum Kalibrieren eines n Messtore und m Messstellen (n > 1) aufweisenden vektoriellen Netzwerkanalysators durch aufeinander folgende Messung der Reflexions- und Transmissionsparameter an n – 1 verschiedenen, zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten Zweitor-Kalibrierstandards, die alle einen Transmissionspfad aufweisen müssen, und drei verschiedenen weiteren zwischen den Messtoren in beliebiger Reihenfolge geschalteten n-Tor-Kalibrierstandards, die keine Transmission aufweisen dürfen, durch rechnerische Ermittlung der Fehlerkoeffizienten des Netzwerkanalysators mittels 7-Term-Verfahren in n – 1-facher Anwendung und gemessenen Zweitor- Kalibierstandards sowie durch rechnerische Ermittlung der fehlerkorrigierten Streumatrizen [Sx] der n-Tor-Kalibrierstandards mittels 7-Term-Mehrtor-Verfahren, indem (a) die ersten n – 1 Kalibriermessungen an einem Zweitor, das mittels der direkten Verbindung der Messtore (Durchverbindung, T = Thru) oder einer kurzen angepassten Leitung (L = Line) bekannter Länge und Dämpfung realisiert ist und das zwischen einem als Referenzmesstor festgelegten Messtor und den n – 1 restlichen Toren angeschlossen wird, durchgeführt werden. (b) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-Eintor, das mittels n bekannten Impedanzen (z.B. sog. Wellenabschlüsse mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist, durchgeführt wird, wobei die n bekannten Impedanzen im Vergleich zueinander unterschiedlich sein können, (c) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-Eintor, das mittels n unbekannter stark reflektierender Abschlüsse (R = Reflect), deren elektrische Eigenschaften denen von Kurzschlüssen (S = Short) ähneln, realisiert ist, durchgeführt wird, (d) eine der weiteren Kalibriermessung an einem n-Eintor, das mittels n unbekannter stark reflektierender Abschlüsse (R = Reflect), deren elektrische Eigenschaften denen von Leerläufen (O = Open) ähneln, realisiert ist, durchgeführt wird, (e) die Reflexionswerte der n-Eintore, welche durch unbekannte reflektierende, Kurzschlüssen oder Leerläufen ähnelnden Abschlüsse realisiert sind, rechnerisch ermittelt werden dadurch gekennzeichnet, dass für m gilt: n + 1 < m < 2n.Method for calibrating a vectorial network analyzer having n measurement points (n> 1) by sequentially measuring the reflection and transmission parameters at n-1 different, two-port calibration standards connected between the measurement ports in arbitrary order, all of which must have a transmission path, and three different further n-port calibration standards connected between the measurement ports in arbitrary order, which must not have transmission, by computation of the error coefficients of the network analyzer by means of 7-term-method in n-1-fold application and measured two-port calibration standards and by arithmetic determination of the error-corrected scattering matrices [S x ] of the n-port calibration standards by means of 7-term multi-port methods, by (a) the first n-1 calibration measurements at a two-port, which by means of direct connection of the test ports (through-connection, T = Thru) or a short one matched line (L = line) of known length and attenuation is realized, and that is connected between a reference gate set as a reference port and the n - 1 remaining ports. (b) one of the further calibration measurements is performed on an n-gate realized by means of n known impedances (eg so-called wave terminations with 50 Ω, M = match), wherein the n known impedances may differ in comparison to each other, c) one of the further calibration measurements on an n-gate, which is realized by means of n unknown highly reflective terminations (R = Reflect) whose electrical properties are similar to those of short circuits (S = Short), (d) one of the further Calibration measurement on an n-gate, which is realized by n unknown highly reflective terminations (R = Reflect), whose electrical properties are similar to those of open runs (O = Open) is performed, (e) the reflection values of the n-gates, which are realized by unknown reflective, short-circuits or open circuits, are computationally determined, characterized in that for m: n + 1 <m <2n. Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (a) n > 2 gilt, (b) die weitere Kalibriermessung anstelle an einem n-Eintor, realisiert mittels n bekannter Impedanzen, an einem Eintor durchgeführt wird, welches mittels einer bekannten Impedanz (z.B. so genanntem Wellenabschluss mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist und (c) die Eigenschaften der bekannten Impedanz an den übrigen n – 1 Eintoren aus der Kalibriermessung der bekannten Impedanz am Eintor rechnerisch ermittelt werden.Method for calibrating a network analyzer according to claim 1, characterized in that (a) n> 2, (b) the further calibration measurement instead of an n-gate realized by means of known impedances, carried out at a gate, which is detected by means of a known impedance (for example so-called wave termination) 50 Ω, M = Match) is realized and (c) the properties of the known Impedance to the rest n - 1 Eintoren from the calibration measurement of the known impedance at Eintor be determined by calculation. Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass (a) n > 2 gilt, (b) die weitere Kalibriermessung anstelle an einem n-Eintor, realisiert mittels n bekannter Impedanzen, an einem Eintor durchgeführt wird, welches mittels einer bekannten Impedanz (z.B. so genanntem Wellenabschluss mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist und (c) die Eigenschaften der bekannten Impedanz an den übrigen n – 1 Eintoren aus der Kalibriermessung der bekannten Impedanz am Eintor rechnerisch ermittelt werden.Method for calibrating a network analyzer according to claim 2, characterized in that (a) n> 2, (b) the further calibration measurement is carried out instead of at an n-gate, realized by means of n known impedances, at a gate which is known by means of a known Impedance (eg so - called wave termination with 50 Ω, M = match) is realized and (c) the characteristics of the known impedance at the other n - 1 inlets from the calibration measurement of known impedance at Eintor be calculated. Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für n > 2 die weitere Kalibriermessung anstelle an einem n-Eintor, realisiert mittels n bekannter Impedanzen, an einem (n – i)-Eintor, wobei i < n, durchgeführt wird, welches mittels einer bekannten Impedanz oder mehrerer bekannter Impedanzen (z.B. so genannte Wellenabschlüsse mit 50 Ω, M = Match) realisiert ist und die Eigenschaften der bekannten Impedanzen an den übrigen i Eintoren aus der Kalibriermessung der bekannten Impedanzen an den (n – i) Eintoren rechnerisch ermittelt werden.Method for calibrating a network analyzer according to one of the claims 1 or 2, characterized in that for n> 2, the further calibration measurement instead at an n-entry, realized by means of n known impedances, at an (n - i) -intor, where i <n, is performed which by means of a known impedance or more known Impedances (for example, so-called wave terminations with 50 Ω, M = match) is realized and the properties of the known impedances on the remaining i Eintoren from the calibration measurement of the known impedances to the (n - i) Eintoren be calculated. Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Eigenschaften einer der stark reflektierenden Abschlüsse bekannt sind.Method for calibrating a network analyzer according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the electrical properties one of the highly reflective terminations are known. Verfahren zum Kalibrieren eines Netzwerkanalysators nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für n > 3 zumindest zwei der unbekannten, reziproken Durchverbindungen symmetrisch zueinander sind.Method for calibrating a network analyzer according to one of the preceding claims, characterized that for n> 3 at least two the unknown, reciprocal through-connections symmetrical to each other are.
DE102007057393A 2006-11-27 2007-11-27 Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop Withdrawn DE102007057393A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007057393A DE102007057393A1 (en) 2006-11-27 2007-11-27 Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006056191 2006-11-27
DE102006056191.0 2006-11-27
DE102007057393A DE102007057393A1 (en) 2006-11-27 2007-11-27 Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007057393A1 true DE102007057393A1 (en) 2008-05-29

Family

ID=39326661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007057393A Withdrawn DE102007057393A1 (en) 2006-11-27 2007-11-27 Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007057393A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106062572A (en) * 2014-03-04 2016-10-26 株式会社村田制作所 S parameter derivation method for electric network

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106062572A (en) * 2014-03-04 2016-10-26 株式会社村田制作所 S parameter derivation method for electric network
CN106062572B (en) * 2014-03-04 2018-10-30 株式会社村田制作所 The S parameter deriving method of circuit network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004020037B4 (en) Calibration method for performing multi-port measurements on semiconductor wafers
DE102013014175B4 (en) Method for calibrating a measurement setup
EP2156202B1 (en) Method and device for the calibration of network analyzers using a comb generator
DE102007027142B4 (en) Method and device for calibrating a network analyzer for measurements on differential connections
EP0793110B1 (en) Method for measuring an electronic object with a network analyser
EP0706055B1 (en) Method for calibrating a network analyzer according to the 7-term principle
WO2013143681A1 (en) Vectorial network analyser
DE20305226U1 (en) Device for performing a multi-port passage element, reflection element, line element calibration and measurement
DE4332273A1 (en) Calibrating network analyser, e.g. for MMIC
DE102009029906A1 (en) Method for determining electrical properties of electronic components and method for calibrating the measuring unit
DE10106254B4 (en) Method for error correction by de-embedding scattering parameters, network analyzer and switching module
DE102005025144A1 (en) A method and apparatus for performing a minimum connection multiple port continuity reflection line calibration and measurement
EP3102961A1 (en) Time domain measuring method with calibration in the frequency range
DE102007057394A1 (en) Vector network analyzer calibrating method, involves implementing reflection standards resembling short-circuit and open-circuit operation in which ports are physically equal, and realizing transmission values of port by through connection
DE3912795A1 (en) Method for calibrating a network analyser
US7769555B2 (en) Method for calibration of a vectorial network analyzer
DE112005001211B4 (en) Measurement error correction method and two electronic component characteristic measurement devices
DE19918697A1 (en) Calibrating vectorial network analyzer
DE19918960B4 (en) Method for calibrating a vector network analyzer having n measuring gates and at least 2n measuring points
DE102006035827B4 (en) Method and device for the vectorial measurement of the scattering parameters of frequency converting circuits
DE102007057393A1 (en) Vectorial multi-port network analyzer calibrating method, involves mathematically determining reflection values of one-port, which is realized by unknown reflective termination to be same as short-circuit and open loop
EP2817650A1 (en) System and method for calibrating a measuring arrangement and for characterizing a measuring mount
DE4433375A1 (en) Method for calibrating a network analyser
DE102014019008B4 (en) Procedure for calibrating a measurement adaptation with two differential interfaces
DE102005013583B4 (en) Method for measuring the scattering parameters of multi-ports with 2-port network analyzers and corresponding measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130601