(57)【要約】【課題】  所望の順番で測定ポート間に接続するとともに、すべてが伝送パスを持たなければならない異なる２ポート校正標準と、所望の順番で測定ポート間に接続するとともに、伝送パスを持ってはならない三つの異なるｎポート校正標準とによって、反射および伝送パラメータを順次測定し、１０タームまたは７タームのマルチポート法によって、誤差係数と分散行列［Ｓx ］を計算する、ｎ個の測定ポートと少なくとも２ｎ個の測定位置（ｎ＞１）を有するベクトルネットワークアナライザを校正する方法に関して、その精度を向上するとともに、相当な測定の再現性がある校正を可能とすることである。【解決手段】  この課題は、組み合わせ可能な測定ポートの各々の間に接続したスルー標準と、既知であるｎ個の異なるインピーダンス標準と、既知でない二つの自己校正する反射標準のｎ重１ポート測定により解決される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個の測定ポートと少なくとも２ｎ個の測定位置（ｎ＞１）を有するベクトルネットワークアナライザを校正する方法であって、これらの測定ポート間に所望の順番で接続するとともに、すべてが伝送パスを持たなければならない、級数ｎ−ｉ（ｉ＝１，２，... ，ｎ−１）の和、またはｎ−１に等しい数であるｋ個の異なる２ポート校正標準と、これらの測定ポート間に所望の順番で接続するとともに、伝送パスを持ってはならない三つの異なるｎポート校正標準とで、反射および伝送パラメータを順次測定することと、１０ターム法をｋ回適用するとともに、これらの測定した２ポート校正標準を用いて、このネットワークアナライザの誤差係数を数学的に求めることと、誤差を補正した分散行列［Ｓx ］を、１０ターム法で数学的に求めることとによって、この校正を行う方法において、
ａ）これらの測定ポートの直接接続（スルー接続、Ｔ＝スルー）または既知の長さと減衰量を持つ短い整合導線（Ｌ＝線）によって実現するとともに、これらの測定ポートのｋ個の可能な組み合わせの各々の間を接続した、最初のｋ回の２ポート校正測定を行うことと、
ｂ）更に、既知であるｎ個の異なるインピーダンス（例えば、所謂５０Ωでの波動終端、Ｍ＝整合）を用いて実現した、ｎ重の１ポート校正を１回行う形（ｎ重１ポート）での校正測定を行うことと、
ｃ）更に、短絡回路（Ｓ＝短絡）に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端（Ｒ＝反射）によって実現した、ｎ重１ポート校正測定を行うことと、
ｄ）更に、開放回路（Ｏ＝開放）に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端（Ｒ＝反射）によって実現した、ｎ重１ポート校正測定を行うことと、
ｅ）開放回路または短絡回路に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端によって実現した、これらのｎ重１ポート校正測定における反射値を数学的に求めることとを特徴とする方法。
【請求項２】
ｎ個の測定ポートと少なくとも２ｎ個の測定位置（ｎ＞１）を有するベクトルネットワークアナライザを校正する方法であって、これらの測定ポート間に所望の順番で接続するとともに、すべてが伝送パスを持たなければならない、ｎ−１個の異なる２ポート校正標準と、これらの測定ポート間に所望の順番で接続するとともに、伝送パスを持ってはならない三つの異なるｎポート校正標準とで、反射および伝送パラメータを順次測定することと、７ターム法をｎ−１回適用するとともに、これらの測定した２ポート校正標準を用いて、このネットワークアナライザの誤差係数を数学的に求めることと、誤差を補正した分散行列［Ｓx ］を、７ターム法で数学的に求めることとによって、この校正を行う方法において、
ａ）これらの測定ポートの直接接続（スルー接続、Ｔ＝スルー）または既知の長さと減衰量を持つ短い整合導線（Ｌ＝線）によって実現するとともに、基準測定ポートと残りのｎ−１個のポート間を接続した、最初のｎ−１回の２ポート校正測定を行うことと、
ｂ）更に、既知であるｎ個の異なるインピーダンス（例えば、所謂５０Ωでの波動終端、Ｍ＝整合）を用いて実現した、ｎ重１ポート校正測定を行うことと、
ｃ）更に、短絡回路（Ｓ＝短絡）に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端（Ｒ＝反射）によって実現した、ｎ重１ポート校正測定を行うことと、
ｄ）更に、開放回路（Ｏ＝開放）に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端（Ｒ＝反射）によって実現した、ｎ重１ポート校正測定を行うことと、
ｅ）開放回路または短絡回路に類似した、ｎ個の既知でない大きく反射する終端によって実現した、これらのｎ重１ポート校正測定における反射値を数学的に求めることとを特徴とする方法。
【請求項３】
ａ）ｎ＞２が成り立つことと、
ｂ）当該の既知であるｎ個のインピーダンスを用いて実現したｎ重１ポート校正測定に代わって、既知である一つのインピーダンス（例えば、所謂５０Ωでの波動終端、Ｍ＝整合）を用いて実現した１ポート校正測定を更に行うこととを特徴とする請求項１に記載のベクトルネットワークアナライザを校正する方法。
【請求項４】
ａ）ｎ＞２が成り立つことと、
ｂ）当該の既知であるｎ個のインピーダンスを用いて実現したｎ重１ポート校正測定に代わって、既知である一つのインピーダンス（例えば、所謂５０Ωでの波動終端、Ｍ＝整合）を用いて実現した１ポート校正測定を更に行うこととを特徴とする請求項２に記載のベクトルネットワークアナライザを校正する方法。
【請求項５】
ｉ＜ｎであって、当該の既知であるｎ個のインピーダンスを用いて実現したｎ重１ポート校正測定に代わって、既知である一つのインピーダンス（例えば、所謂５０Ωでの波動終端、Ｍ＝整合）を用いて実現したｎ−ｉ回の１ポート校正測定を更に行うことを特徴とする請求項１または２に記載のベクトルネットワークアナライザを校正する方法。
【請求項６】
当該の大きく反射する終端の一つが既知であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のベクトルネットワークアナライザを校正する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所望の順序で測定ポート間に接続され、すべてが伝送パスを有する異なる２ポート校正標準と、所望の順序で測定ポート間に接続され、伝送性を示すことを許されない三つの異なるｎポート校正標準で反射と伝送パラメータを順次測定することによって、ｎ個の測定ポートと少なくとも２ｎ個の測定位置（ｎ＞１）を持つベクトルネットワークアナライザを校正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）は、電子機器／部品のほか、アンテナに通じる能動および受動高周波回路／部品の精密測定に用いられる。
【０００３】
所謂ｎポート（ｎ＝１，２，... ）の分散パラメータを検出して、妥当であれば、２ｎ個のパラメータ（例えば、ＺまたはＹパラメータ）に変換する。
【０００４】
所謂システマチック誤差補正は、ＶＮＡを用いた精密測定を行うための現実的な手段を提供する。現在の装置においては、ＶＮＡの測定精度は、システマチック誤差補正に必要な校正標準を実現することができるかによって、ほぼ完全に影響されるものである。
【０００５】
周知のとおり、部分的に、または完全に既知の物体である、校正標準の反射および／または伝送挙動は、所謂校正作業におけるシステマチック誤差補正時において、位置と量を最適化しようとしている幾つかの測定位置で測定される。
【０００６】
これらの測定値から、補正データ（所謂誤差変数または係数）が、特別な計算方法を用いて得られる。これらの補正データと対応する補正計算を用いて、ＶＮＡおよび導線のシステマチック誤差（例えば、結合＝クロストーク、不整合＝反射）を取り除いた測定値が、所望の測定対象に対して得られる。
【０００７】
高周波技術分野における部品および回路の電気的な挙動を表現する通常の形式は、分散パラメータ（Ｓパラメータとも呼ばれる）を用いて行われる。それらは、電流と電圧ではなく、波動パラメータを互いに関連付けるものである。この表現は、特に物理的な条件に適合するものである。
【０００８】
以下の関係は、例えば、２ポートに入って来る波動ａ1 とａ2 、およびこれらに対して、それぞれ反対方向に進む波動ｂ1 とｂ2 に適用される。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
この場合、［Ｓ］は、この２ポートの関係を示す分散行列（scattering matrix ）である。
【００１１】
１０または１２個の誤差変数を持つ２ポートモデルに関する一つの周知の校正方法は、所謂１０ターム法または１２ターム法である。それは、米国の文献では、ＳＯＬＴ（Ｓ：短絡、Ｏ：開放、Ｌ：負荷＝整合、Ｔ：スルー）と、欧州では、ＴＭＳＯと呼ばれている。それは、ちょうど３つの測定位置を持つ２ポートネットワークアナライザに関するシステム校正方法にすぎず、その際各測定位置は、測定するために、その都度ポートの一つに切り換えるスイッチの前段にある、両ポートに共通の測定チャネルに位置するとともに、さらに測定位置は、各ポートの測定チャネルのところに位置する。しかし、この測定位置の配置では、スイッチが、校正標準の測定の中に組み込まれてしまうことになる。
【００１２】
実際に最も多く使用されている、このＴＭＳＯ校正方法の場合、先ずは、二つの測定ポートを接続する必要がある（Ｔ＝直通）。それに続いて、各測定ポートにおいて、三つの既知の１ポート校正標準、例えば、波の吸込み（Ｍ＝整合）、短絡回路（Ｓ＝短絡）および開放回路（Ｏ＝開放）を、接点に接続して測定しなければならない。
【００１３】
マルチポート測定の問題は、すべての測定ポートが、測定対象を介して、互いに関連しているということにある。これは、もはや、マルチポートの終端に関係無く、一つの測定位置で入力波の測定を行い、次の測定位置で反射波の測定を行い、最後に別の測定位置で伝送波の測定を行うということにはならず、むしろモデルにおける他の測定ポートの反射特性を、更に考慮する必要があるということを意味する。
【００１４】
近年、このマルチポート測定の問題に関して、多数の解決法が公表および特許されている。非特許文献１に記載されたマルチポート測定の問題に関するフェレロの解決法は、ＴＭＳＯ方法と同じ校正標準を使い、同じく２ｎ個の測定位置を持つネットワークアナライザを必要としている。したがって、この校正標準のハードウェアに対して課される要求条件は、相当に著しく複雑である。同じく、フェレロの方法では、すべての校正標準が、完全に既知でなければならない。既知の標準は、決して完全には実現されたことがないので、このことは、特に不利である。さらに、フェレロの方法は、もっぱら７タームの原理にもとづいており、その結果完全に既知の標準は、完全には実現することができないとともに、７タームの原理は、非特許文献２で記載されているとおり、そのようなモデルの誤差に対して、実質的により敏感に反応するので、この場合重大な測定誤差が生じることとなる。
【００１５】
特許文献１に記載の１０ターム法は、ちょうどｎ＋１個の測定位置であるが、既知の校正標準だけを必要とするものである。
【００１６】
特許文献２に記載のマルチポートの７ターム法は、周知の２ポート法をマルチポート法に適合させた形で構成されており、ＴＡＮ、ＴＮＡ、ＬＡＮ、ＴＲＬ、ＴＬＲ、ＬＬＲ、ＬＲＬ、ＴＡＲ、ＴＭＲ、ＴＲＭ、ＴＭＳ、ＬＭＳ、ＴＭＯ、ＬＭＯ、ＵＭＳＯ、ＴＭＮ、ＬＮＮ、ＴＺＵ、ＴＺＹ、ＴＹＵ、ＬＺＹ、ＺＺＵ、ＹＹＵ、ＱＳＯＬＴの方法を含み、一般的にｎ−１＋２個の校正測定だけを必要とする。
【００１７】
ＡＴＭ社の別の方法が、特許文献３に記載されている。その特許明細書には、２ポートネットワークアナライザをｎポートに拡張するために使用することができる、所謂試験セットが詳細に記載されている。さらに、この試験セットの自動校正に必要な特別な校正機器が記載されている。
【００１８】
この校正機器は、開放、短絡および整合（終端も）の校正標準に加えて、異なる伝送路の設備を有し、この伝送路は、半導体スイッチを介して、この校正機器の端子間に接続することができるものである。そのため、ＴＭＳＯ法のように、すべての校正標準は、完全に既知でなければならない。しかし、要約の記述とは対照的に、完全なマルチポート校正および誤差補正は、実現されていない。その代わりに、２ポートのパスだけが校正され、残りのポートは考慮されていない（第１８段落、第５７行）。その後の測定作業時において、２ポート測定が順次行われる。この場合、校正に含まれない測定ポートは、試験セット内に組み込まれた異なる反射標準によって、順次終端される。反射標準の各値に対して、正確に一回の２ポート測定が行われる（第２１段落、第１行）。すべての測定ポートにおける測定が行われると、得られた測定値と反射標準の既知の値から、システマチック誤差に関して補正された結果を計算することができる。この特許明細書によると、３ポートの試験対象の測定は、ポート１からポート２へとポート１からポート３への二回の２ポート測定を必要とし（第２１段落、第１と４５行）、それぞれの場合において、すべてのパラメータの完全な特性を得るには、ポート１からポート２への測定時には、この試験対象の試験に含まれていない第三のポートを、少なくとも三つの異なる反射標準で終端する必要がある（第２１段落、第２８行）。このことは、３ポートの完全な特性を得るには、３＋１＝４回の２ポート測定を必要とすることを意味しており、一方この発明で示す方法は、３回の２ポート測定で行われる。
【００１９】
さらに、ウェーハ上における電子デバイスの測定は、特に、校正標準の実現可能性に関する、ある境界条件にもとづいている。
【００２０】
半導体分野において、利用者がウェーハ自身の校正標準を実現するのは、珍しいことではない。このように自身で作り出した校正標準の幾何学的再現性と同等性は、非常に高いものである。また、さらに有利な点は、この校正標準が、測定対象と同じ基板担体（半導体）上に配置されているということである。進む距離が短いという利点に加えて、測定チップからウェーハまでの非励振素子ならびに過渡的な効果までも「校正して排除する（calibrate out ）」ことも可能である。しかし、電気的な特性は、良い近似としてしか実現されない。特に、反射標準の開放回路は、所要の品質で作り出すことができない。
【００２１】
また、インピーダンス標準（Ｍ）は、非常に正確に半導体上に描き出すことができるが、一般的に直流抵抗に関して、非常に大きく変化する。ここに記載した従来技術にもとづく方法では、各測定ポートには、出来るだけ同じ反射挙動を持つＭ標準を接続する必要がある。互いに対して９０°の角度で校正標準を配置しなければならないので、マルチポート・オンウェーハ測定において、そうであるように、このことが保証されない場合には、所謂歪（strain）が発生し、この歪は、一般的に非常に大きな測定誤差の元となる。
【特許文献１】ドイツ特許公開第１９９１８６９７号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１９９１８９６０号明細書
【特許文献３】米国特許第５５７８９３２号明細書
【非特許文献１】Ferrero, Pisani, Kerwin, "A New Implementation of a Multiport Automatic Network Analyzer", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 40, Nov. 1992, pp. 2078-2085
【非特許文献２】Heuermann, "Sichere Verfahren zur Kalibrierung von Netzwerkanalysatoren fuer koaxiale und planare Leitungssysteme", [Reliable methods for the calibration of network analysers for coaxial and planar line systems], Dissertation document, Institute for Radiofrequency Technology, Ruhr-University Bochum, 1995, ISBN 3-8265-1495-5
【非特許文献３】Schick, "Messsysteme der Hochfrequenztechnik", [Measurement systems of radiofrequency technology], Huethig-Verlag, Heidelberg, 1984
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
そのため、この発明の課題は、マルチポート測定に使用する、ｎ個の測定ポートと少なくとも２ｎ個の測定位置を有するベクトルネットワークアナライザの校正方法を改善することであり、その精度を向上するとともに、相当な測定の再現性がある校正を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この発明として開示するのは、請求項１のa)からd)までに記載の校正測定および請求項１のe)に記載のｎ重１ポート測定（n-fold one-port ）での反射値計算によって特徴付けられる校正方法である。以下においては、請求項１に記載の方法をＲＲＭＴ法と呼ぶことにする。
【００２４】
このＲＲＭＴ法は、ｎ重１ポート測定でのｎ個のインピーダンス標準の測定に加えて、短絡回路および開放回路に類似した二つの反射標準の測定によって特徴付けられる。このことにより、ＲＲＭＴ法とともに、請求項２、３および４に記載の方法は、校正標準が正確に既知である必要がないという利点を生み出す。このため、これらの方法によって、顧客により作られた校正標準を用いて、高精度で低コストに、マルチポート測定を行うことができる。これらすべての方法は、校正標準における、以下の評価基準によって特徴付けられる。
１．反射標準Ｒの位相は、±９０°に関してだけ既知でなければならない。それ以上の情報は、必要ではない。実際には、本来の短絡回路と開放回路が使用される。理想的な短絡回路または開放回路からの偏差は、測定精度には影響を及ぼさない。
２．インピーダンス標準Ｍは、完全に既知でなければならない。しかし、このことは、ＲＲＭＴ法では違ってもよい。そのような標準は、しばしば伝送整合（transfer match）とも呼ばれる。
３．請求項１と２に記載のＲＲＭＴ法の場合における導線標準Ｔ、および請求項３と４に記載のＬＲＲＭ法の場合における導線標準Ｌも、完全に既知でなければならないが、限定された減衰量、ならびに妥当な場合、既知の反射挙動を持ってもよい。異なる測定ポート間に、異なる導線標準を使用することも可能である。
ＲＲＭＴ法の他の特徴と組み合わせて、測定した２ポート校正標準の誤差係数および分散行列を計算するのに１０ターム法を使用することは、１０ターム法がモデル誤差に対する感度がより小さいため、特に有利である。
【００２５】
ＲＲＭＴ法の他の利点は、ｎ個のインピーダンス標準の校正測定が、ｎ重１ポート測定１回で行われるということのために、測定精度が、従来の技術に比べて、実質的に向上するということである。そこで、測定した基準点と比較した特性の偏差は、Ｍ標準の特性が単に「過剰計算（overcalculate ）」されるだけである、所謂整合点（Ｓ１１＝０）において回避される。１ポートでの測定と比較して、ｎ重１ポートでの追加測定は、オンウェーハ測定の場合には、相当な程度に全自動で進行するとともに、そのコストがシステムのコストのほんの一部なので、不利とはならない。さらに、これらの測定は、測定方法の品質を向上させるための追加情報を提供するものである。
【００２６】
また、ＲＲＭＴ法と請求項２から４までに記載の方法は、それらすべてが、測定ポートを接続するために導線を使用するということにより特徴付けられる。このことは、測定ポート（オンウェーハチップ（プローブ））を直接接続することができない、同軸測定とは対照的に、オンウェーハ測定において特筆すべき事項である。そのため、オンウェーハ測定において、本当のスルー標準を使用するこは不可能である。
【００２７】
既知の直流抵抗における通常の不可避の変動は、この発明の方法には影響を及ぼさない。
【００２８】
２ｎ個の測定位置を持つＶＮＡを使用する場合、電子的な切換スイッチによるドリフト効果は、測定品質に影響を及ぼさないので、この発明のこれらの方法は、ｎ−１個の測定位置を持つＶＮＡと比較して、極めて、より正確で、より優れた長期安定性の下で動作するものである。
【００２９】
また、請求項２の特徴にもとづく方法は、正確には既知である必要のない反射標準を使用することを可能とする。さらに、インピーダンス標準は、ｎ重１ポートで測定されるので、この方法にもとづく校正測定は、高精度に行える。
【００３０】
請求項２に記載の方法は、特に、２より多いポート数でのマルチポート測定に使用される。その理由は、この方法が、誤差係数と分散行列の計算に７ターム法を使用して計算の複雑さを低減していることと、ポートのすべての組み合わせ間に代わって、基準ポートとその他のｎ−１個のポート間において、スルー標準を測定することとである。以下において、この方法は、マルチポートＲＲＭＴ法またはＧＲＲＭＴ法と呼ぶ。インピーダンスの測定が、ｎ重１ポートで行われて、その結果「過剰計算」が必要でなくなるとともに、７ターム法が、これらのマルチポートに対する計算の複雑さを最適化するので、７ターム法の感度の向上は、モデル誤差に関して影響を受けない。ＲＲＭＴ法の回路および測定における前述した利点は、マルチポートＲＲＭＴ法を特徴付けるものでもある。
【００３１】
ＲＲＭＴおよびＧＲＲＭＴ法に代わって、２より多いポート数でのマルチポート測定に関して、ｎ重１ポートの代わりに、１ポートで、請求項１のb)と請求項２のb)に記載の校正測定を行い、この校正測定から、その他のｎ−１個の１ポートにおける、このインピーダンスの特性を計算することが可能である。以下において、この発明の、これらの実施形態をＬＲＲＭ法およびＧＬＲＲＭまたはマルチポートＬＲＲＭ法と呼ぶ。これらの両方の方法では、計算の複雑さおよび回路と測定の複雑さは、所要の測定精度に関して最適化されている。
【００３２】
この発明の請求項１から４にもとづき適用される４つの方法は、実装方法が微妙な差異だけ異なるが、それらの微妙な差異は、実際には重要な効果を持つ場合がある。請求項１と２に記載のＲＲＭＴとＧＲＲＭＴ法と請求項３と４に記載のマルチポートＬＲＲＭ法との間には、非常に大きな違いがある。マルチポートＬＲＲＭ法では、基準ポートには、一つの整合標準だけを接点に接続して、測定する。これに対して、両方のＲＲＭＴ法は、各ポートにおいて、接点に接続して、測定するとともに、その他のインピーダンス標準とは同一視してはならないインピーダンス標準を使用する。
【００３３】
二つのＲＲＭＴとマルチポートＬＲＲＭ法との間の違いは、それぞれＴおよびＬ測定の回数にある。請求項１と３に記載の方法は、ｋ回の測定が必要であり、そのため、ｎ−１回の測定が必要な請求項２と４に記載の方法よりも多い回数が必要である。次に、請求項１と３に記載の方法は、より大きな多用性により特徴付けられる。そのため、例えば、方法１と３の場合における伝送測定のダイナミックレンジは、機器のダイナミックレンジに相当するということを示すことができる。これらの方法は、ネットワークアナライザの測定ダイナミックレンジを確保しなければならない場合に使用される。他方、請求項２と４に記載の方法は、校正標準における接点での小さな接続誤差と不完全性に関して、相当に大きな感度を示す。そのため、請求項２と４に記載の方法は、測定ポートの数ｎが不均衡に大きい場合にのみ使用される。
【００３４】
校正標準に対して課す、そのように低い要求によって、この発明にもとづくマルチポート校正法は、同軸環境におけるＶＮＡの自動校正に対して、優れて使用することもできる。アルゴリズムおよび関連する切換ネットワークは、既に２ポート校正に関する多数の製造業者によって販売されている。マルチポート校正においては、校正標準を接点に接続する回数が、相当に多く、そのことは、時間と金銭を費やすとともに、より大きな誤差の危険を伴うものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下において、実施例を用いて、この発明を詳細に説明する。
【００３６】
図１は、その分散行列によって特徴付けられる２ポートを示している。波動ａ1 とａ2 は、この２ポートに入って来る波動であり、ｂ1 とｂ2 は、それぞれ反対方向に進む波動である。
【００３７】
以下の関係が成り立つ。
【００３８】
【数２】
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【００３９】
３ポートネットワーク解析システムの興味深い特別な事例を、図２のブロック図に図示する。２ｎ＝６個の測定位置（１５）が必要であることが分かる。図２は、そのような構成がどのように実現され、マルチポート法を説明するためのベースとして機能するかを明らかにするものである。
【００４０】
図２は、信号源１７からの信号が、切換スイッチ１６を介して導通される様子を図示しており、この切換スイッチの特性、例えば、再現性、反射性および長期安定性は、このために、三つの分岐線１８，１９および２０に関する測定精度に影響を及ぼさない。それぞれの場合において、理想的と見なせる測定位置１５で、入力および伝送される波動の測定を行う。不整合およびクロストークの形での決まって起こる理想からのずれと不完全性のすべては、誤差行列１３，１４ａおよび１４ｂに結合および考慮されている。ポート１０，１１および１２において、被測定デバイス２１（ＤＵＴ）が、ベクトルネットワークアナライザに接続される。
【００４１】
各切換位置において、実現された校正標準の反射および伝送挙動に関する測定値ｍn が、その都度二つの測定位置で測定される。請求項１に記載のＲＲＭＴ法では、組み合わせ可能な測定ポートの各々の間に接続する、既知の長さと減衰量のスルー標準、短絡および開放回路を擬似した整合標準と反射標準とがあり、これらはすべてｎ重１ポートで測定される。この発明の別の方法の一つを実行する限りにおいて、これらの測定値ｍn は、対応する請求項で示された特徴の下で測定される。分散行列は、以下に記述するとおり、これらの測定値ｍn から計算される。
【００４２】
これらの方法は、数学的な観点から、三つの措置に分割することができる。
１．所謂既知でない反射標準の自己校正
２．所謂直接校正
３．システマチック誤差補正
第一の措置においては、校正標準における既知でないパラメータが計算される。非特許文献２で記載されているとおり、ここでは、マッピング行列のトレースおよびデターミナント特性を利用する。整合校正標準は、数学的には、理想特性（Ｓ１１＝０）では考慮されない。これは、二つのＲ標準の反射値を計算するために得られた方程式が極めて長いという効果を持つ。しかし、これらの方程式は、導線、インピーダンスおよび反射標準に対する前述した明瞭性の考察に関する自己校正計算の従来の解法と異なるものではない。
【００４３】
直接校正の第二の措置の場合には、誤差係数が計算される。請求項１に記載のＲＲＭＴ法および請求項３に記載のＬＲＲＭ法に対しては、非特許文献３および非特許文献２に記載されているとおり、１０ターム法の従来の手順を用いて、これを行う。各スルー接続に対して、２ポート校正を行い、この接続に関して、誤差係数が既知となる。マルチポート法を扱うための手順は、以下において、第三の措置として述べる。
【００４４】
請求項２と４に記載の方法に関して、誤差係数を計算するための７ターム法の手順が、同様の２ポート法に対して、非特許文献２に既に記載されている。これらの２ポート法の結果をマルチポート法に組み合わせることについては、同じく次の措置において説明する。
【００４５】
システマチック誤差補正を実行するための第三の措置の場合においては、既知でない測定対象の測定データを、ＶＮＡと導線の誤差によって補正する。
【００４６】
１０タームの原理にもとづく、請求項１と３に記載の方法に関して、図２の誤差モデルは、１０タームのマルチポート法を数学的に記述するための最初のベースとなるものである。単純化するために、ここでは、３ポートの測定に対して、数学的な導出を行う。この手順は、ｎ個の出力ポートを持つ切換スイッチを配備し、測定対象の各追加ポートに関して、二つの追加の測定位置を考慮することによって、簡単にｎポートに一般化することができる。
【００４７】
１０タームモデルの従来の誤差行列を求めるためには、誤差行列［Ａ］、［Ｆ］および［Ｇ］を持つ、各測定ポートの組み合わせ間において、２ポート校正を行う。次の式が成り立つ。［Ｆ］＝［Ｂ1 ］-1および［Ｇ］＝［Ｂ2 ］-1。
【００４８】
基準ポートにおいて、三つの誤差変数を含む誤差行列は、切換位置Ｉに対しては［Ａ］、切換位置ＩＩに対しては［Ｆ］、ならびに切換位置III に対しては［Ｇ］である。その他の二つの測定ポートは、各切換位置に対して、伝送誤差ネットワークの二つの誤差変数（例えば、ＦT ，ＦL ）だけを有する。次に、これらの関連する変数は、切換位置に応じて、一回、二回および三回で削除することができる。従って、３＊３＋３＊２＊２＝２１個の誤差変数が、３ポートの場合に生じる。これらの２１個の誤差変数を用いて、測定対象の測定値（ｍi ）の補正計算を、以下のとおり公式化することができる。
【００４９】
【数３】
2004301839.tif 000005
【００５０】
式を変形すると、６個の波動変数ａ' 1 ，ａ' 2 ，ａ' 3 ，ｂ' 1 ，ｂ' 2 ，ｂ' 3 に対して、６個の式が得られる。
【００５１】
この手順は、残りの切換位置に対して、全く同じである。これらの３＊６個の式は、以下の式で利用することができる。
【００５２】
【数４】
2004301839.tif 000006
【００５３】
この場合、行列の列の値は、各切換位置に対して得られ、最終的に、二つのｎ＊ｎ個の測定値の行列とｎ＊ｎ個の分散行列とから成る連立線形方程式が導出される。この連立方程式を、［Ｓx ］行列に関して解くと、ｎポートの誤差を補正した分散パラメータが得られる。
【００５４】
７タームの原理にもとづく、請求項２と４に記載の方法に関して、図２の誤差モデルは、またもや７タームのマルチポート法を数学的に記述するための最初のベースとなるものである。単純化するために、ここでは、３ポートの測定に対して、数学的な導出を行う。この手順は、ｎ個の出力ポートを持つ切換スイッチを配備し、測定対象の各追加ポートに関して、二つの追加の測定位置を考慮することによって、簡単にｎポートに一般化することができる。
【００５５】
７タームモデルの従来の誤差行列を求めるためには、誤差行列［Ａ］を持つ基準ポートと誤差行列［Ｂi ］（ｉ＝１，２，... ，ｎ）を持つポート間において、２ポート校正を行う。７タームモジュールとう名称は、含まれる８個の変数の中の１つが常に１に設定することができるので、関連する２＊２個の誤差行列［Ａ］と［Ｂi ］が、全部で７個の誤差項を有するということに由来している。
【００５６】
次に、以下のとおり、２ポートモデルの数学的な式を伝送パラメータの逆数の形で定式化するのが有利である。
［Ｇ］＝［Ａ］-1，［Ｈi ］＝［Ｂi ］-1，ｉ＝１，２    （２）
この場合、誤差ネットワークにおける入力と出力に関して、以下の式が成り立つ。
【００５７】
【数５】
2004301839.tif 000007
【００５８】
これらの式は、波動変数ａi ，ｂi に関して解くことができるとともに、以下の式で利用することができる。
【００５９】
【数６】
2004301839.tif 000008
【００６０】
この場合、行列の列の値は、各切換位置に対して得られ、最終的に、二つのｎ＊ｎ個の測定値の行列とｎ＊ｎ個の分散行列から成る連立線形方程式が導出される。この連立方程式を、［Ｓx ］行列に関して解くと、ｎポートの誤差を補正した分散パラメータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】分散行列と２ポートに入って、出て行く波動の模式的な定義図
【図２】３ポートベクトルネットワークアナライザのブロック図
【符号の説明】
【００６２】
１０    ポート
１１    ポート
１２    ポート
１３    誤差行列
１４ａ  誤差行列
１４ｂ  誤差行列
１５    測定位置
１６    切換スイッチ
１７    信号源
１８    分岐線
１９    分岐線
２０    分岐線
２１    測定対象
ＤＵＴ    被測定デバイス
ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３    波動
ｍ１．ｍ２．ｍ３．ｍ４．ｍ５．ｍ６    測定値
Ｉ，ＩＩ，III     切換位置
［Ｓ］，［Ｓx ］    分散行列
［Ａ］，［Ｂ1 ］, ［Ｂ2 ］    誤差行列
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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