矢量网络分析仪的校准技术_中文版

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1、矢量网络分析仪的校准技术_中文版矢量网络分析仪（VNA）的校准技术AndrejRumiantsevNickRidler86IEEEmicrowavemagazine50年代后期，开始出现了对射频和微波频段的可靠的测量以及随之而来的有关可靠测量标准的要求。这便引入了用精确的同轴空气传输线作为阻抗的最基本的标准参考件[1]，[2]；见图1。这些传输线使用了具有极高导电性的金属来作为导体材料，使用空气作为电介质，这归因于空气在射频和微波频段内简单的和可预测的电磁特性（例如，磁导率和介电常数）[3]。这便保证了这些

2、传输线的特性与理想传输线的特性是非常接近的[4]45矢量网络分析仪的校准技术_中文版矢量网络分析仪（VNA）的校准技术AndrejRumiantsevNickRidler86IEEEmicrowavemagazine50年代后期，开始出现了对射频和微波频段的可靠的测量以及随之而来的有关可靠测量标准的要求。这便引入了用精确的同轴空气传输线作为阻抗的最基本的标准参考件[1]，[2]；见图1。这些传输线使用了具有极高导电性的金属来作为导体材料，使用空气作为电介质，这归因于空气在射频和微波频段内简单的和可预测的电磁

3、特性（例如，磁导率和介电常数）[3]。这便保证了这些传输线的特性与理想传输线的特性是非常接近的[4]45矢量网络分析仪的校准技术_中文版矢量网络分析仪（VNA）的校准技术AndrejRumiantsevNickRidler86IEEEmicrowavemagazine50年代后期，开始出现了对射频和微波频段的可靠的测量以及随之而来的有关可靠测量标准的要求。这便引入了用精确的同轴空气传输线作为阻抗的最基本的标准参考件[1]，[2]；见图1。这些传输线使用了具有极高导电性的金属来作为导体材料，使用空气作为电介质

4、，这归因于空气在射频和微波频段内简单的和可预测的电磁特性（例如，磁导率和介电常数）[3]。这便保证了这些传输线的特性与理想传输线的特性是非常接近的[4]45。同样在50年代末期和整个60年代，人们做了大量的工作来开发高精度同轴连接器以保证在微波频段所进行的测量具有很好的重复性和可再现性[5]，[6]。为了集中精力进行这项工作，便成立了若干个委员会（包括IEEE高精度同轴连接器子委员会[7]），任务是为这些高精度连接器制定标准。在60年代后期，具有高精度测量能力的第一台全自动矢量网络分析仪（VNA）终于问世了

5、（见[8]，[9]）。接下来这个阶段则设定为要开始采用可靠的技术来确保VNA测量的工作（图2）。然而，在70年代，80年代和90年代所进行的其它关键性的开发工作则大大地改善了VNA的测量条件。这些包括引入了：•较小尺寸的高精度同轴连接器（从3.5mm连接器开始[10]，到1mm连接器结束[11]），使得测量可以在更宽的频段内进行•包含有适用于校准和/或验证VNA性能的VNA校准和验证工具套件•可靠的VNA校准技术[包括直通-反射-线段（TRL）[12]，线段-反射-线段（LRL）[13]，等等]•45由国家

6、测量标准实验室所采用的6-端口VNAs[14][例如美国的国家标准和技术研究院（NIST）和英国的国家物理实验室（NPL）等]来提供一种独立的测量方法以验证商业化的VNA的性能。最后，同样是在80年代末和90年代初，为了支持迅速发展的微电子工业，国家测量标准实验室（即NIST和NPL等）开始将它们的注意力转向了使用VNA对_______________________________________AndrejRumiantseviswithSUSSMicroTecTestSystemsGmbH,Germa

7、ny.NickRidleriswiththeNationalPhysicalLaboratory,UnitedKingdom.June2008平面电路进行测量的可靠性的论证。NIST和NPL均生产制造了含有与同轴空气传输线等效的平面电路的标准圆晶片[15]，[16]–即高精度的共面波导段和/或微带传输线。这些传输线为进行在片测量的VNA的校准提供了参考标准。以上所有这些工作极大地改善了45VNA用户和专业人员的测量条件。除此之外，工业界，学术界和政府实验室的测量专家们还做了大量的工作，为VNA的测量制定了可

8、追溯性和其它质量保证方面的机理。这些论题会在“什么是可追溯性”和“测量保证”中进行讨论。系统测量误差什么是校准和误差修正？校准被定义为“在特定条件下进行一套操作以建立起由图1一个具有不同长度的高精度参考同轴空气传输线的例子。图2基于Agilent8510型VNA基础上的同轴毫米波测量台。多年来，这台分析仪一直是微波测量工业的参考。June200845测量仪器或测量系统所显示的数值，或被测材料或参考材料所代表的数值