由于非理想校准标准和噪声导致的S参数测量中可追溯的不确定性传播与分析

《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》：Traceable Uncertainty Propagation and Analysis in S-Parameter Measurement Due to Nonideal Calibration Standards and Noise

该研究建立了基于TRL和SOLT校准技术的散射参数（S参数）测量不确定度传播链路，通过物理尺寸到DUT参数的可追溯分析模型，结合灵敏度反演与蒙特卡洛模拟方法，量化了校准标准缺陷和测量噪声引入的不确定度，并以40dB衰减器和失配验证设备进行实验验证，证实了方法的可靠性。

　　

摘要：

本研究探讨了由于非理想校准标准和测量噪声导致的散射参数（参数）测量中不确定性的可追溯传播与分析方法。建立了一条详细的可追溯性链条，该链条结合了直通-反射线（TRL）和短开路-负载-直通（SOLT）校准技术，清晰地展示了从同轴标准空气介质传输线的物理尺寸（内径和外径）到被测设备（DUT）的参数的可追溯路径。基于这条可追溯性链条，构建了一个可追溯的不确定性传播模型，以考虑校准标准的不完善性和噪声引入的不确定性。对于传播过程的每个阶段，提出了一种结合灵敏度反演和蒙特卡洛模拟的可追溯分析方法，从而能够对测量的参数的不确定性进行可追溯评估。最后，分别使用40 dB衰减器和失配验证设备对TRL和SOLT校准技术的不确定性进行了实验验证。结果证实了所提出的可追溯性链条、传播模型和分析方法的有效性。