本申請(qǐng)涉及計(jì)量與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種共面波導(dǎo)探針的測(cè)量裝置和測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

隨著微波和毫米波集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的微波器件受到愈來(lái)愈多的重視與關(guān)注，對(duì)這一類型的器件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，必須使用共面波導(dǎo)探針進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，將共面波導(dǎo)器件產(chǎn)生的平面?zhèn)鬏斝盘?hào)轉(zhuǎn)換為同軸傳輸信號(hào)。

在理想狀態(tài)下，平面?zhèn)鬏斝盘?hào)通過(guò)共面波導(dǎo)探針轉(zhuǎn)換為同軸傳輸信號(hào)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生畸變。但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)共面波導(dǎo)探針不是理想的連接器件，存在衰減與色散，信號(hào)在轉(zhuǎn)換前后會(huì)產(chǎn)生變化，進(jìn)而降低測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。為提高測(cè)量準(zhǔn)確度，首先需要獲得共面波導(dǎo)探針?biāo)p與色散特性，即傳輸特性，然后對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，得到被測(cè)信號(hào)的真實(shí)信息。

共面波導(dǎo)探針前端無(wú)法直接與通用的測(cè)量?jī)x器連接，不能使用常規(guī)的測(cè)量方法獲取其傳輸特性，因此，亟需一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性的測(cè)量裝置，來(lái)解決共面波導(dǎo)探針在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中由衰減與色散造成的測(cè)量準(zhǔn)確度降低及信號(hào)失真的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置和方法，解決共面波導(dǎo)探針在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中由衰減與色散造成的測(cè)量準(zhǔn)確度降低及信號(hào)失真的問(wèn)題。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置，所述共面波導(dǎo)探針包含傳輸特性相同的第一共面波導(dǎo)探針、第二共面波導(dǎo)探針；第一共面波導(dǎo)探針和第二共面波導(dǎo)探針的同軸端通過(guò)高頻同軸電纜連接。所述測(cè)量裝置包括超快激光發(fā)生器、激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器、輸入轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換器、光脈沖延時(shí)器、測(cè)量探針、匹配負(fù)載；所述超快激光產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生超快激光脈沖；所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，用于接受所述超快激光脈沖觸發(fā)，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)；所述光脈沖延時(shí)器，用于對(duì)所述超快激光脈沖延時(shí)，產(chǎn)生探測(cè)激光脈沖，入射到所述測(cè)量探針；所述測(cè)量探針，在所述探測(cè)激光脈沖入射時(shí)，用于測(cè)量所述第一共面波導(dǎo)探針和第二共面波導(dǎo)探針測(cè)試端的電信號(hào)瞬時(shí)值；所述輸入轉(zhuǎn)換器，用于接收所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)，并耦合到第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端；所述輸出轉(zhuǎn)換器，用于連接第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端和所述匹配負(fù)載。

優(yōu)選地，所述輸入轉(zhuǎn)換器包含同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端，用于傳輸所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端之間的阻抗匹配；所述輸入轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端相連接。

優(yōu)選地，所述輸出轉(zhuǎn)換器包含同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端，用于傳輸輸出信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端之間的阻抗匹配；所述輸出轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端相連接；所述輸出轉(zhuǎn)換器的同軸端與所述匹配負(fù)載相連接。

優(yōu)選地，所述測(cè)量探針包含光導(dǎo)探針或電光探針。

對(duì)于本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的實(shí)施例，優(yōu)選地，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)帶寬大于所述第一共面波導(dǎo)、第二共面波導(dǎo)的工作帶寬。

對(duì)于本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的實(shí)施例，優(yōu)選地，所述延時(shí)模塊的延時(shí)精度高于300fs。

對(duì)于本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，優(yōu)選地，所述超快激光產(chǎn)生器包含超快激光器、色散補(bǔ)償器、分光器；所述超快激光器，用于產(chǎn)生超快激光脈沖；所述色散補(bǔ)償器用于接收所述超快激光脈沖，進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償，發(fā)送到所述分光器；所述分光器，將所述超快激光脈沖分為兩路，一路輸出至所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，另一路輸出至所述光脈沖延遲器。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法，使用本申請(qǐng)任意一項(xiàng)實(shí)施例所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置，包含以下步驟：

在所述輸入轉(zhuǎn)換器和所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸入信號(hào)時(shí)域波形；

在所述輸出轉(zhuǎn)換器和所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸出信號(hào)時(shí)域波形；

將所述輸入信號(hào)時(shí)域波形和輸出信號(hào)時(shí)域波形分別變換到頻域，得到輸入信號(hào)頻譜和輸出信號(hào)頻譜；

根據(jù)輸出信號(hào)頻譜和輸入信號(hào)頻譜、所述高頻同軸電纜傳輸特性、所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性之間的關(guān)系，計(jì)算共面波導(dǎo)探針的傳輸特性。

優(yōu)選地，所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸入信號(hào)時(shí)域波形的步驟，具體包含：

將所述測(cè)量探針置于所述輸入轉(zhuǎn)換器和所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處的正上方的規(guī)范測(cè)量位置；

用超快激光脈沖觸發(fā)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)所述輸入轉(zhuǎn)換器耦合到所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端；

將所述超快激光脈沖延遲后輸入到所述測(cè)量探針，所述測(cè)量探針測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸入信號(hào)瞬時(shí)值；

改變所述超快激光脈沖延時(shí)量，所述測(cè)量探針再次測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸入信號(hào)瞬時(shí)值；重復(fù)以上步驟，最終得到輸入信號(hào)時(shí)域波形。

優(yōu)選地，所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸出信號(hào)時(shí)域波形的步驟，具體包含：

將所述測(cè)量探針置于所述輸出轉(zhuǎn)換器和所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處的正上方的規(guī)范測(cè)量位置；

用超快激光脈沖觸發(fā)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)所述輸入轉(zhuǎn)換器耦合到所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端；

將所述超快激光脈沖延遲后輸入到所述測(cè)量探針，所述測(cè)量探針測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸出信號(hào)瞬時(shí)值；

改變所述超快激光脈沖延時(shí)量，所述測(cè)量探針再次測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸出信號(hào)瞬時(shí)值；重復(fù)以上步驟，最終得到輸出信號(hào)時(shí)域波形。

本申請(qǐng)實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：本技術(shù)方案解決了共面波導(dǎo)探針傳輸特性的測(cè)量問(wèn)題，使用電光測(cè)量的方法將測(cè)量的參考面直接確定在共面波導(dǎo)探針的平面輸入端口，能夠避免在測(cè)量結(jié)果中引入信號(hào)轉(zhuǎn)換器的影響而產(chǎn)生誤差，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置示意圖；

圖2為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的另一實(shí)施例示意圖；

圖3是本發(fā)明輸入轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換器、共面波導(dǎo)探針的連接示意圖；

圖4為光導(dǎo)探針測(cè)量電信號(hào)原理示意圖；

圖5為電光探針測(cè)量點(diǎn)信號(hào)原理示意圖；

圖6為同步取樣測(cè)量方法的時(shí)序示意圖；

圖7為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法流程圖；

圖8為測(cè)量輸入時(shí)域波形的具體步驟實(shí)施例流程圖；

圖9為測(cè)量輸出時(shí)域波形的具體步驟實(shí)施例流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中記載的共面波導(dǎo)探針傳輸特性具備以下特征：

第一，共面波導(dǎo)探針傳輸特性H_probe(f)是復(fù)數(shù)形式，可以表示為H_probe(f)＝α(f)+β(f)i，其中α(f)表示信號(hào)衰減特性，β(f)表示色散特性，兩者共同確定了信號(hào)通過(guò)共面波導(dǎo)探針產(chǎn)生的畸變；

第二，共面波導(dǎo)探針端口具有互易性，當(dāng)所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)由第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端輸入，并經(jīng)過(guò)高頻電纜由第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端輸出后，由于端口的互易性，等效于受到了兩次完全相同的共面波導(dǎo)探針及一次高頻同軸電纜的影響，因此可以通過(guò)準(zhǔn)確地測(cè)量輸入信號(hào)時(shí)域波形及輸出信號(hào)時(shí)域波形數(shù)據(jù)，通過(guò)頻譜變換計(jì)算得到信號(hào)衰減及色散，去除已知高頻同軸電纜的影響，進(jìn)而得到共面波導(dǎo)探針的傳輸特性。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

圖1為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置示意圖。本實(shí)施例提供一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置，所述共面波導(dǎo)探針包含傳輸特性相同的第一共面波導(dǎo)探針1、第二共面波導(dǎo)探針2；第一共面波導(dǎo)探針和第二共面波導(dǎo)探針的同軸端通過(guò)高頻同軸電纜3連接。所述測(cè)量裝置，包括超快激光發(fā)生器7、激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器8、輸入轉(zhuǎn)換器4、輸出轉(zhuǎn)換器5、光脈沖延時(shí)器9、測(cè)量探針10、匹配負(fù)載6；所述超快激光產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生超快激光脈沖P(t)；所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，用于接受所述超快激光脈沖觸發(fā)，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)S(t)；所述光脈沖延時(shí)器，用于對(duì)所述超快激光脈沖延時(shí)，產(chǎn)生探測(cè)激光脈沖P_d(t)，入射到所述測(cè)量探針；所述測(cè)量探針，在所述探測(cè)激光脈沖入射時(shí)，用于測(cè)量所述第一共面波導(dǎo)探針和第二共面波導(dǎo)探針測(cè)試端的電信號(hào)瞬時(shí)值；所述輸入轉(zhuǎn)換器，用于接收所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)，并耦合到第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端I；所述輸出轉(zhuǎn)換器，用于連接第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端O和所述匹配負(fù)載。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所述共面波導(dǎo)探針包括第一共面波導(dǎo)探針及第二共面波導(dǎo)探針，所述第一共面波導(dǎo)探針傳輸特性為H_probe1(f)，所述第二共面波導(dǎo)探針傳輸特性為H_probe2(f)，并假定H_probe1(f)＝H_probe2(f)＝H_probe(f)。所述第一共面波導(dǎo)探針與所述第二共面波導(dǎo)探針同軸輸出端口間通過(guò)高頻同軸電纜連接，所述高頻同軸電纜傳輸特性H_cable(f)可以通過(guò)通用測(cè)量方法獲得。

例如，所述超快激光產(chǎn)生器輸出信號(hào)為飛秒脈沖，脈沖寬度低于200飛秒(2×10^-13秒)，平均功率(強(qiáng)度)大于50mW，重復(fù)頻率80MHz(對(duì)應(yīng)周期為12.5納秒)。

所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器在功能上起到光電轉(zhuǎn)換的作用，需要說(shuō)明的是，所述超快激光產(chǎn)生器輸出的飛秒脈沖具有極寬的帶寬，而所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器只能響應(yīng)其中低帶寬范圍內(nèi)的信息。由于帶寬與脈沖寬度呈現(xiàn)反比關(guān)系，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器輸出的電脈沖激勵(lì)信號(hào)的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超快激光產(chǎn)生器輸出的超快激光脈沖寬度。在所述200飛秒激光脈沖觸發(fā)條件下，所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)寬度約為10皮秒(1×10^-11秒)，頻域帶寬約為50GHz。

例如，所述光脈沖延時(shí)器可以通過(guò)調(diào)整空間距離實(shí)現(xiàn)相對(duì)延時(shí)，具體通過(guò)以下方式確定相對(duì)延時(shí)大小：Δt＝Δl/v，其中，Δt為延時(shí)大小，Δl為所述延時(shí)同步器空間移動(dòng)距離，v為光在空間傳播速度。

對(duì)于本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的實(shí)施例，優(yōu)選地，所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)帶寬大于所述第一共面波導(dǎo)、第二共面波導(dǎo)的工作帶寬。

對(duì)于本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的實(shí)施例，優(yōu)選地，所述光脈沖延時(shí)器的延時(shí)精度高于300fs。此處，延時(shí)精度代表了光延時(shí)器的延時(shí)準(zhǔn)確程度，光延時(shí)器使用1ps-2ps作為每次延時(shí)的大小，方案中延時(shí)精度是指每次延時(shí)(1ps-2ps)的誤差不高于300fs，正常情況下還可以優(yōu)于100fs。

作為本發(fā)明共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例，還包含數(shù)據(jù)處理模塊15，用于接收所述測(cè)量探針的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得到共面波導(dǎo)探針傳輸特性。

圖2為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置的另一實(shí)施例示意圖。作為本發(fā)明任意一項(xiàng)共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施例，所述超快激光產(chǎn)生器包含超快激光器71、色散補(bǔ)償器72、分光器73；所述超快激光器，用于產(chǎn)生超快激光脈沖；所述色散補(bǔ)償器用于接收所述超快激光脈沖，進(jìn)行色散預(yù)補(bǔ)償，發(fā)送到所述分光器；所述分光器，將所述超快激光脈沖分為兩路，一路輸出至所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器8，另一路輸出至所述光脈沖延遲器9。其中，所述超快激光器與所述色散補(bǔ)償器通過(guò)光纖連接，所述色散補(bǔ)償器與所述光分路器通過(guò)光纖連接。

圖3是本發(fā)明輸入轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換器、共面波導(dǎo)探針的連接示意圖。所述輸入轉(zhuǎn)換器4包含同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端，用于傳輸所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端之間的阻抗匹配；所述輸入轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第一共面波導(dǎo)探針1的測(cè)試端I相連接；。所述輸出轉(zhuǎn)換器5包含同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端，用于傳輸輸出信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)同軸端和共面波導(dǎo)傳輸線端之間的阻抗匹配；所述輸出轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第二共面波導(dǎo)探針2的測(cè)試端O相連接；所述輸出轉(zhuǎn)換器的同軸端與所述匹配負(fù)載相連接。所述第一共面波導(dǎo)探針的同軸端1C和所述第二共面波導(dǎo)探針的同軸端2C通過(guò)一高頻同軸電纜3連接。

在所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)的作用下，由于所述輸入轉(zhuǎn)換器、輸出轉(zhuǎn)換器和被測(cè)物(第一共面波導(dǎo)探針+高頻同軸電纜+第二共面波導(dǎo)探針)連接，在所述第一共面波導(dǎo)探針1的測(cè)試端I產(chǎn)生輸入信號(hào)w_in(t)，在所述第二共面波導(dǎo)探針2的測(cè)試端O產(chǎn)生輸出信號(hào)w_out(t)。

需要說(shuō)明的是，由于被測(cè)共面波導(dǎo)探針一般設(shè)計(jì)為50歐姆特性阻抗，為了保證阻抗匹配，降低信號(hào)反射，所有微帶段與同軸段都需要使用50歐姆特性阻抗。輸入、輸出轉(zhuǎn)換器同軸端使用規(guī)格為1.85mm的同軸連接器，其帶寬最高可以達(dá)到67GHz，特性阻抗為50歐姆。微帶端是共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，特性阻抗為50歐姆，此外共面波導(dǎo)電極之間的間距應(yīng)該小于被測(cè)共面波導(dǎo)探針的探針間距(一般為25微米-50微米)。

圖4為光導(dǎo)探針測(cè)量電信號(hào)原理示意圖。在圖4所示實(shí)施例中，所述測(cè)量探針10包含光導(dǎo)探針11和鎖相放大器12。由于光導(dǎo)探針的測(cè)試部受到被測(cè)電信號(hào)輻射影響發(fā)生電導(dǎo)率改變，在探測(cè)激光脈沖P_d(t)入射光導(dǎo)探針時(shí)，光導(dǎo)探針對(duì)探測(cè)激光脈沖的接收響應(yīng)受到被測(cè)電信號(hào)的影響而發(fā)生改變，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電信號(hào)，再經(jīng)鎖相放大器輸出。在本發(fā)明中，所述測(cè)量探針與被測(cè)共面波導(dǎo)探針具體連接方式是，所述光導(dǎo)探針11置于被測(cè)共面波導(dǎo)探針與輸入、輸出轉(zhuǎn)換器接觸點(diǎn)I,O的正上方位置，測(cè)量得到輸入信號(hào)w_in(t)或輸出信號(hào)w_out(t)的波形。

圖5為電光探針測(cè)量電信號(hào)原理示意圖。在圖5所示實(shí)施例中，所述測(cè)量探針包含電光探針13和平衡探測(cè)放大器14。探測(cè)激光脈沖P_d(t)耦合到光纖中，入射到所述電光探針，由于光電探針的測(cè)試部受到被測(cè)電信號(hào)輻射影響發(fā)生折射率改變，在探測(cè)激光脈沖入射光電探針時(shí)，光電探針對(duì)探測(cè)激光脈沖的反射響應(yīng)受到被測(cè)電信號(hào)的影響而發(fā)生改變，經(jīng)過(guò)平衡探測(cè)放大器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大輸出。在本發(fā)明中，所述測(cè)量探針與被測(cè)共面波導(dǎo)探針具體連接方式是，所述光電探針13置于被測(cè)共面波導(dǎo)探針與輸入、輸出轉(zhuǎn)換器接觸點(diǎn)I,O的正上方位置，測(cè)量得到輸入信號(hào)w_in(t)或輸出信號(hào)w_out(t)的波形。

圖6為同步取樣測(cè)量方法的時(shí)序示意圖。通過(guò)光脈沖延時(shí)器提供探測(cè)激光脈沖，實(shí)現(xiàn)波形的測(cè)量采集。光脈沖延時(shí)器輸出的探測(cè)激光脈沖聚焦到所述測(cè)量探針。所述測(cè)量探針，在所述探測(cè)激光脈沖P_d(t)作用下，用于測(cè)量所述第一共面波導(dǎo)探針和第二共面波導(dǎo)探針測(cè)試端在所述探測(cè)激光脈沖入射到所述測(cè)量探針時(shí)的電信號(hào)瞬時(shí)值。例如，在所述200飛秒激光脈沖觸發(fā)條件下，所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)寬度約為10皮秒，將使用所述探測(cè)激光脈沖P_d(t)＝P(t-i×Δt)共計(jì)N＝5000-10000個(gè)延遲時(shí)間點(diǎn)對(duì)所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)及其傳輸響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，形成電信號(hào)瞬時(shí)值的序列w_in(i×Δt)或w_out(i×Δt)，以上表達(dá)式中，i＝1-N，例如，N＝5000，構(gòu)成時(shí)域波形。在第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端測(cè)得的時(shí)域波形為輸入信號(hào)時(shí)域波形；在第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端測(cè)得的時(shí)域波形為輸出信號(hào)時(shí)域波形。本發(fā)明實(shí)施例中所述測(cè)量探針，其測(cè)量得到的波形數(shù)據(jù)的取樣間隔由所述光脈沖延時(shí)器確定，間隔大小為所述相對(duì)延時(shí)△t；優(yōu)選地，取樣間隔大小為1ps。

需要說(shuō)明的是，實(shí)際中所述電脈沖激勵(lì)信號(hào)、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的波形包含豐富的信息，雖然這里提到電脈沖寬度約為10ps，但是在脈沖寬度(10ps)以外還包含脈沖振鈴、過(guò)沖、預(yù)沖等波形信息，對(duì)頻譜有明顯的貢獻(xiàn)。要得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果不僅僅需要測(cè)量10ps脈沖寬度內(nèi)的信息，還需要測(cè)量10ps脈寬之外，一般測(cè)量中時(shí)間窗口的大小定為5ns-10ns，對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)數(shù)就是5000-10000個(gè)。測(cè)量延遲點(diǎn)越多，測(cè)量的準(zhǔn)確度越高。圖7為共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法流程圖.本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量方法，使用本申請(qǐng)任意一項(xiàng)實(shí)施例所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性測(cè)量裝置，包含以下步驟：

步驟100、在所述輸入轉(zhuǎn)換器和所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸入信號(hào)時(shí)域波形；

例如，所述測(cè)量探針在所述輸入轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接點(diǎn)處測(cè)量得到輸入信號(hào)時(shí)域波形w_in(t)，輸入信號(hào)時(shí)域波形數(shù)據(jù)包括取樣時(shí)間與幅度信息；

步驟200、在所述輸出轉(zhuǎn)換器和所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處，用所述測(cè)量探針測(cè)量輸出信號(hào)時(shí)域波形；

例如，所述測(cè)量探針在所述輸出轉(zhuǎn)換器的共面波導(dǎo)傳輸線端與所述第二共面波導(dǎo)探針測(cè)試端連接點(diǎn)處測(cè)量得到輸出信號(hào)時(shí)域波形w_out(t)，輸出信號(hào)時(shí)域波形數(shù)據(jù)包括取樣時(shí)間與幅度信息。

步驟300、將所述輸入信號(hào)時(shí)域波形和輸出信號(hào)時(shí)域波形分別變換到頻域，得到輸入信號(hào)頻譜和輸出信號(hào)頻譜；

例如，將所述輸入信號(hào)時(shí)域波形w_in(t)和輸出信號(hào)時(shí)域波形w_out(t)分別變換到頻域，得到輸入信號(hào)頻譜W_in(f)和輸出信號(hào)頻譜W_out(f)；

步驟400、根據(jù)輸出信號(hào)頻譜和輸入信號(hào)頻譜、所述高頻同軸電纜傳輸特性、所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性之間的關(guān)系，計(jì)算共面波導(dǎo)探針的傳輸特性。

例如，通過(guò)下式確定共面波導(dǎo)探針傳輸特性：

其中，f為信號(hào)頻率，W_in(f)為輸入信號(hào)時(shí)域波形數(shù)據(jù)w_in(t)經(jīng)頻譜變換得到的輸入信號(hào)頻譜數(shù)據(jù)，W_out(f)為輸出信號(hào)時(shí)域波形數(shù)據(jù)w_out(t)經(jīng)頻譜變換得到的輸出信號(hào)頻譜數(shù)據(jù)，H_probe(f)為所述共面波導(dǎo)探針傳輸特性，H_cable(f)為高頻電纜傳輸特性。

圖8為測(cè)量輸入時(shí)域波形的具體步驟實(shí)施例流程圖。用所述測(cè)量探針測(cè)量輸入信號(hào)時(shí)域波形的步驟，具體包含：

步驟101、將所述測(cè)量探針置于所述輸入轉(zhuǎn)換器和所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處的正上方的規(guī)范測(cè)量位置；最佳地，所述測(cè)量探針?lè)胖糜谒鲚斎朕D(zhuǎn)換器和所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處上方0.5mm位置。

步驟102、用超快激光脈沖觸發(fā)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)所述輸入轉(zhuǎn)換器耦合到所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端；

步驟103、將所述超快激光脈沖延遲后輸入到所述測(cè)量探針，所述測(cè)量探針測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸入信號(hào)瞬時(shí)值w_in(i×Δt)；

步驟104、改變所述超快激光脈沖延時(shí)量，所述測(cè)量探針再次測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸入信號(hào)瞬時(shí)值；重復(fù)以上步驟，最終得到輸入信號(hào)時(shí)域波形。

圖9為測(cè)量輸出時(shí)域波形的具體步驟實(shí)施例流程圖。所述測(cè)量探針測(cè)量輸出信號(hào)時(shí)域波形的步驟，具體包含：

步驟201、將所述測(cè)量探針置于所述輸出轉(zhuǎn)換器和所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處的正上方的規(guī)范測(cè)量位置；最佳地，所述測(cè)量探針?lè)胖糜谒鲚敵鲛D(zhuǎn)換器和所述第二共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端連接處上方0.5mm位置。

步驟202、用超快激光脈沖觸發(fā)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生電脈沖激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)所述輸入轉(zhuǎn)換器耦合到所述第一共面波導(dǎo)探針的測(cè)試端；

步驟203、將所述超快激光脈沖延遲后輸入到所述測(cè)量探針，所述測(cè)量探針測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸出信號(hào)瞬時(shí)值w_out(i×Δt)；

不厚204、改變所述超快激光脈沖延時(shí)量，所述測(cè)量探針再次測(cè)量和記錄延遲時(shí)刻的輸出信號(hào)瞬時(shí)值；重復(fù)以上步驟，最終得到輸出信號(hào)時(shí)域波形。

還需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本申請(qǐng)的實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。