一、毫米波超寬頻多埠網路散射矩陣量測校準方法
多埠網路散射矩陣量測方法基本上有兩種方式，第一種方式是直接使用多埠網路分析 儀進行量測，此方式需要特別的多埠分析儀，如Agilent E5071B 方能進行且需要適當的校 準方法如[1-2]，但多埠分析儀在一般實驗室中並不普遍，且頻寬目前遠不如一般二埠網路 分析儀。以Agilent E5071B 為例，目前只到 8.5GHz，而一般二埠網路分析儀已經可以達到 超過 300GHz 的量測頻率，但多埠網路分析儀的量測頻寬將會隨著新的機型的出現，而迅 速提昇。第二種方式是使用標準二埠網路分析儀配合理想終端器(terminator)，但理想終端 器不易實現，若終端器不理想，則由不理想終端器所造的反射將會使量到的散射矩陣不是 真正多埠網路的散射矩陣。為了解決此一困境，我們發展了三種不同的埠數降低法(port reduction methods, PRMs)[3-4]。埠數降低法是藉由將多埠網路接上負載元件，使同時需量 測之埠數降低，而由多組較低埠數網路散射參數矩陣來求得多埠網路散射參數矩陣的方 題，Agilent E5071B 多埠網路分析儀，可以選用電子式的校準器 ECal N4431A，代替手工 進行拆接的動作，但此方法若要應用到晶片上(on-wafer)量測，則因為不容易在所有的晶片 上都另外製作出電子校準元件，故仍有相當的困難。
TRL (thru-reflection-line)校準方法及其衍生方法[5-6]已被廣泛的使用於二埠網路分析 儀 的 校 準 上 ， 幾 乎 所 有 市 面 上 的 二 埠 網 路 分 析 儀 都 已 內 建 此 校 準 方 法 。 多 模 TRL (multi-mode TRL)校準方法[7]，可用於處理具有互相耦合多導體傳輸線中具有多個傳輸模態 的校準問題，此方法將多個傳輸模態視為多個埠，將原本的TRL 校準方法加以推廣，而能
般的多埠微波網路的校準問題。
port 4 multimode port 2
TRL (thru-reflection-line)校準方法及其衍生方法[5-6]已被廣泛的使用於二埠網路分析 儀的校準上，由於TRL 校準方法可以把量測平面到參考平面間的左右兩個誤差矩陣分別求 出，故可將量測平面間的二埠散射矩陣，向內推至參考平面間的二埠散射矩陣(參考下圖)。
在一般使用校準方法時，誤差矩陣是大家想盡辦法要去除的東西，因為它使得量測所得的 二埠散射矩陣與想要的待測元件二埠散射矩陣不同，但它卻提供了轉接的特性。
DUT
參考平面Transition A Transition B
S (A) 21
Error box A Error box B
量測平面
(a) TRL 校準方法基本設置，當待測元件(DUT)為穿透(thru)時就變成背對背 (back-to-back)連接方式及其(b)訊號流圖(signal flow graph)。
本研究將使用TRL 校準方法，來求出單一轉接的二埠散射矩陣。由於電磁模擬軟體可 5nH 的電感值並不是件容易的事情。在參考文獻[11-12]中提出耦合電感的方式來獲得較大 的等效電感值，並且利用其去實現中心頻率2.5GHz 的帶通濾波器。參考文獻[12]使用在不
製程的差量更大，這樣就能使電容值不受偏移的影響。本研究將提出一種新的耦合電感結 構，可以大幅減少因為製程誤差所造成對互感的影響。