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1、现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量12现代矢量网络分析仪的校准与测量王 琦(北京邮电大学电信工程学院,北京 100876)摘 要:关于矢量网络仪校准是多年来人们不断研究改进的课题。文章介绍了系统误差和校准的概念,详细讨论了在实际应用中几种不同的校准方法,根据被测件与网络仪端口连接方式不同分为3种情况:被测件可以直接连接到网络仪的两个端口;被测
2、件经过电缆、转接头适配器与网络仪端口连接;被测件放在测试夹具里,如二极管、晶体管、微带电路等。关键词:矢量网络分析仪;系统误差;校准;测量中图分类号:TN06 文献标识码:B 文章编号:)CalibrationandVectorNetworkAnalyzerWANGQi(SchoolofonBeijingUniversityofPostsandTelecommunication,Beijing100876,China)Abstract:PeoplehavebeenstudyingthesubjectonVNAcalibrationfo
3、rmanyyears.Thearticleintroducessystematicerrorsandcalibration,andthendiscussesafewdifferentcalibrationmethodsinactualmeasurementindetail.TherearethreetypesaccordingtodifferentformsconnectedbetweenDUTandVNAports:DUTcanbejoineddirectly;DUTarejoinedwithcablesandadapters;DUTi
4、splacedintestfixturesuchasdiode,transistors,microstripcircuitandsoon.Keywords:Vectornetworkanalyzer;systematicerrors;calibration;measurement12在现代厘米波毫米波测量中,矢量网络分析仪是最重要的测量工具之一,经常用它测试高频元器件或网络的传输特性、反射特性、隔离度和非线性,如插入损耗或增益、回波损耗、反射系数等。然而用矢量网络分析仪进行测试时会产生测量误差,误差包括系统误差、随机误差和漂移误差。随机误
5、差主要由于仪表本身噪声(采样器噪声及IF噪声)、开关及连接器的重复性引起,可以通过增加信号源功率、减小IF带宽等方法减小误差。系统误差由于实际测试设备的不理想引起,这类误差通常认为不随时间变化,具有可重复性、可预测性,在测量过程中通过校准可以消除。漂移误差主要由于温度变化引起,可通过增加校准来消除。在用矢量网络分析仪进行测量之前,对仪表内部及与其连接的测试系统进行校准,使测量误差降低到最小程度。1 系统误差和校准在网络测量中出现的系统误差与信号泄露、信号反射和频率响应有关。图1是矢量网络分析仪产生前向系统误差图,信号源输出分为2路,一路用
6、做测量传输和反射时的参考信号R,另一路输入到被测件DUT。由于被测件输入端的不匹配,一部分信号被反射通过定向耦合器送入反射通道A,其余信号经过被测件DUT送入传输通道B。由于定向耦合器的方向性有限,部分传输信号泄露到反射通道A(如图虚线所示的方向性),另一部分信号不经过被测件DUT直接泄露到传输通道B(虚线串扰)。由于信号源和负载的不理想造成的信号源反射、负载反射;由于仪器内部接收机的频率响应产生传输跟踪(传输信号与参考信号之比)B/R和反射跟踪(反射信号与参考信号之比)A/R。因此前向系统误差包括定向耦合器方向性、串扰、源失配、负载失配
7、、传输跟踪和反射跟踪共6项误差,同理反向系统误差也包括6项。通过使用已知的标准校准件进行校准,以减少收稿日期:2005206208 修改日期:2005209201作者简介:王 琦(1965—),女,内蒙古呼和浩特市人,硕士,高级工程师,研究方向:电磁场与微波实验教学.S11A分别为1、-1、0,开路器、短路器的S21A均为0,直通线的S21A=1,根据图2列出6个方程解出未知数Edf、Esf、Erf、Exf、Elf、Etf,并且存储到网络仪内存中。以上校准的是前向6项系统误差,同理将校准件连接到实际参考面PA2,网络仪图1 前向系统误差和
8、消除这些系统误差。标准校准件包括开路器、短路器、匹配负载和直通线,它们的电特性都保存在网络仪内部。网络仪对这些已知的标准校准件进行测量,将测量结果与标准校准件的已知数据比较,产生误差修正系数存
