矢量网络分析仪的校准技术
VNA使用方法-矢量网络分析仪校
VNA使用方法:矢量网络分析仪校
是不是每次测量一个新的项目前都必须做校准?
这个是不一定需要的，尽量将每次校准的state存入VNA，名字最好为校准状态，例如频率范围，输入激励功率等。
如果有新的测试项目，但是它的测试条件和已有状态相似，且load state后，检查校准状态良好，就可用使用以前的校准状态，而不需要重新校准。
将校准state保存并调用的好处在于：CalibraTIon Kit也是有使用寿命的，多次的校准，会是的校准件多次和校准电缆接触，可能污染校准件，使得校准件特性发生改变，影响下一次校准。
尽量养成如下习惯：将网络分析仪的port不用的时候加上防尘套;对测试电缆进行标号，使得VNA每个port尽可能固定连接某个电缆;对测试电缆不用时，也需要加上防尘套;尽量不用很脏的测试电缆等。
矢量网络分析仪的误差分析和处理
矢量网络分析仪的误差分析和处理一、矢量网络分析仪的误差来源矢量网络分析仪的测量的误差主要有漂移误差、随机误差、系统误差这三大种类。
1、漂移误差漂移误差是由于进行校准之后仪器或测试系统性能发生变化所引起，主要由测试装置内部互连电缆的热膨胀特性以及微波变频器的变换稳定性引起,且可以通过重新校准来消除.校准维持精确的时间范围取决于在测试环境下测试系统所经受到的漂移速率。
通常,提供稳定的环境温度便能将漂移减至最小。
2、随机误差随机误差是不可预测的且不能通过误差予以消除，然而，有若干可以将其对测量精度的影响减至最小的方法，以下是随机误差的三个主要来源：（1）仪器噪声误差噪声是分析仪元件中产生的不希望的电扰动。
这些扰动包括：接收机的宽带本底噪声引起的低电平噪声；测试装置内部本振源的本底噪声和相位噪声引起的高电平噪声或迹线数据抖动。
可以通过采取以下一种或多种措施来减小噪声误差:提高馈至被测装置的源功率；减小中频带宽；应用多次测量扫描平均.1（2）开关重复性误差分析仪中使用了用来转换源衰减器设置的机械射频开关。
有时，机械射频开关动作时，触点的闭合不同于其上次动作的闭合。
在分析仪内部出现这种情况时,便会严重影响测量的精度。
在关键性测量期间，避免转换衰减器设置，可以减小开关重复性误差的影响。
(3）连接器重复性误差连接器的磨损会改变电性能。
可以通过实施良好的连接器维护方法来减小连接器的重复性误差。
3、系统误差系统误差是由分析仪和测试装置中的不完善性所引起。
系统误差是重复误差（因而可预测），且假定不随时间变化，可以在校准过程中加以确定，且可以在测量期间用数学方法减小。
系统误差决不能完全消除，由于校准过程的局限性而总是存在某些残余误差，残余(测量校准后的）系统误差来自下列因素：校准标准的不完善性、连接器界面、互连电缆、仪表.反射测量产生下列三项系统误差：方向性、源匹配、频率响应反射跟踪。
传输测量产生下列三项系统误差：隔离、负载匹配、频率响应传输跟踪。
矢量网络分析仪的误差修正
负载匹配数值愈大 ， 误差愈小。负载匹配带来 的误差 既影 响传输测量 也影 响反射测量 ， 误差的大小取决于被测件 的输 出端 和接 收机端 口的
源 匹配是 由于测试装置和信号 源之间以及转接器 和电缆之间负 载不匹配而出现在接 收机输入端 口的信号矢量和。在反射测量 中， 源 匹配误差信号是 由被测件反射 的部分信 号经信号源反射 回被测件再 由被测件反射的信号 。在传输测量中 ， 源匹配误差信号是 由测试装置 反射到信号源再 由信号源反射 回来的信号 。 源匹配愈大 ， 差愈小 。 误 由 源匹配引起的误差取决于测试装置输入阻抗 和信号源之间 的匹配 。 测
科技信 ＹＩＦ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ
２１ ０ ０年
第１ ３期
矢量网络分析仪的误差修正
张 文 涛
（ 中国电子 科技 集 团公 司 第 四十 一研 究所 山东
【 摘
青岛
２６ ５ ） ６ ５ ５
要】 矢量网络分析仪具有强大的测试功能， 由于硬件能做到的程度以及试 用方法的不 同， 但 会给 实际测量带来不确 定的误差 ， 本文主
要 从 误 差 来 源 、 准 方 式 、 准 件 类 型 讨 论 了如何 取 得 最 大测 试 准 确 度 的 问 题 。 校 校
【 关键词】 测量误差 ； 误差修正 ； 校准件
０ 前 言
矢量 网络分析仪具有 强大的测试功能 ， 但是矢量 网络分析仪 的硬 阻抗 匹 配 。 件不可能是完美无缺的 ， 因此在使用过程 中往往通过误差修正技术 以 ２１ ．． 隔离 ４ 补偿硬件的不完美 ， 高矢量 网络分析仪的测量精度 。 提 如 同方 向性在反射测量中带来 的误差 ， 网络分析仪信号传输通道 间的能量泄露也给传输测量 带来误差 。 隔离是 由于参考和测试通道信 １ 测 量 误 差 的 来 源 号之 间的干扰而出现在分析仪数字检波器处的信号的矢量和 ， 包括测 矢量网络分析仪 的测量误差基本可以分为系统误差 、 随机误差和 试装置 内的信号泄漏和接 收机 的 Ｒ Ｆ和 Ｉ 部分 的信号泄漏。 Ｆ 漂移误差三大类。 隔离带来的误差 取决 于被测件 的特性。 隔离会 给高损传输测量带 １１ 系 统误 差 ． 来误差 ， 但对大多数测量来说 ， 隔离影响是很小的 ， 因而无须修正。 系统误差 ， 即由于被测 件的不匹配和泄 漏、 测试通道和参考 通道 ２１ 频率响应 ．． ５ 的隔离 、 系统频率响应造成 的重复性误差 ， 些误差是可 以通过 校准 这 频率响应是所 有测试装置 的幅度 和相位随频率变化而 变化的矢 消除的 ， 校准后 的指标反 映了矢量网络分析仪 的测量精度 ， 主要 由校 量和。 这些变化包括信号分离器件 、 测试电缆、 转接器 以及参考通道和 准标准件的性 能和所采用的误差修正模式决定 。 测试通道之间的变化 。频率响应包括传输 响应和反射响应 ， 既影响传 １２ 随机误差 ． 输测量也影 响反射测量 。 随机误 差是不可重复 的误差 项 ， 如测试信号 源的相位噪声 、 量 测 如上所述 ， 矢量 网络分析仪的系统误差包括方 向性 、 源匹配 、 负载 过程中或校准过程 中连接端 口的测量重复性和 开关 重复性等都属 于 匹配 、 隔离 、 传输跟踪和反射 跟踪 ， 每种误差 又包 括正向和反 向两种 ， 随机误差 ， 在测试仪器中减小 随机误差 的最有效方法是对测试数据进 因此矢量 网络分析仪共包括 １ ２种系统误差 。系统误差 的修正就是针 行平 均 或 平 滑 处 理 。 对以上 １ ２项误差项进行去除误差 。 １３ 漂移误差 ． ２ 误 差 修 正 技 术 分 类 ． ２ 漂移误差包括频漂、 温漂和测试装置校准和测量 中的其他物理变 常用 的误差修正包括响应 校准 、响应与 隔离校准 、单端 口校准 、 化， 测量稳定性主要来 源于漂移误差 ， 由矢量网络分析仪的初始指标 、 Ｔ Ｌ校准和全二端 口校准 ， Ｒ 其校准精度 由低到高分别为 ： 校准标准件的性能和误差修正模式决定。 响应校准 ： 有效去除传输测量和反射测量 中测试装置的频率响应 误差 。响应校准是最简单的一项校准 ， 适用于对精度要求不是很高的 ２ 矢 量 网络 分 析仪 的误 差 修 正 测量 。 在实际测量 中， 系统误差是测量不确定 性的最重要来源 ， 系统误 响应和隔离校准 ： 在传输测量 中， 有效去除频响和隔离误差 ； 在反 差能够被量化出来 ， 因而能够被修正从而消除对测试 结果的影响。为 射测量 中， 能有效去除频率 响应和方向性误差。 用于高损耗 、 适 匹配 良 准确修正矢量 网络 分析仪的系统误差 ，把 系统误差具体归 为以下几 好的器件的测量。 类： 方向性、 源匹配 、 负载匹配 、 隔离和频率 响应 。 单端 口校准 ： 去除反射测量 中的方向性、 源匹配和频响误差。 测单 ２１ 系统 误 差 分 类 ． 端 口器件或接适 当终端 的双端 口器件的反射参数 时精度很高。 ２１ 方 向性 ．． １ Ｔ Ｌ校准 ： Ｒ 修正双端 口器件 四个 ｓ 数。因为分析仪的硬件无 法 参 在分析仪 中，定 向耦合 器的作用是从正 向传输 波 中分离 出反 向 完全修正源匹配和负载 匹配误差 ， 因而精 度较全二端 口校准低。 波， 它用来检测来 自被测件的反射信号 。 理想情况下 ， 定向耦合器能够 全二端 口校准 ： 对双 端 口器件的传输 和反 射测量 ， 能够修正正 反 完全地从入射信号 中分离反 射信号 ，只有反射信 号出现在耦合输 出 两向的方向性 、 匹配 、 源 负载匹配、 隔离和频 响误 差。给出最 高的幅值 端。 然而实 际的耦合器不可能是 理想 的， 由于泄漏 ， 少量的人射信号会 和 相位 精 度 。 出现在耦合输 出端。衡量定 向耦合器 的性能指标就是方 向性 ， 由方 向 通 常情况下校准精度越高 ， 校准后 系统越稳定 。 性引起 的误差与测试装置的特性无关 ，对于反射较小的器件测量 ， 方 ３ 矢 量 网络 分 析 仪 的 校 准 件 向性 是 主要 的 误 差来 源 。
矢量网络分析仪校准项目探讨
些特 ｌ 生已知 的校准件 进行测量 ， 测量结果 存储 到矢量 并将 网络分析仪 的存储单 元 中， 利用数 据和校准 件的数 学模 型
来计算误差模型 ， 为后续 的测量 消除 系统误差 的影 响。这 个过程也就是我们通常所说的网络分析仪 自校准过程。
差模 型包括 正 向和反 向的上述 ６ 误差 ， １ 系统误 项 共 ２项
差 。系统误 差 是 由测试 设 备 和测 试 装 置 不 完 善 所 引 起
陷都 会产 生测量 误 差 。为 了 降低 这一 系列误 差 ， 矢 网 在
进行 测量 之前 ， 必须对仪器 内部及测试系统进行校准 ， 从而
提高测量精 度。但 是 ， 由于 矢量 网络 分析仪 是一种综 合性
能很强的仪器 ， 在对其计 量校准时过程和操作较繁琐 ， 并且
的， 具有重 复性且不 随 时间变化 而变化 ， 因此 可通过 自校 准并 通过算 法处理予 以消除 。后 两项误 差影 响是不 可预 见 的 ， 以无 法从 测量 误 差 中消 除 。它 们是 由诸 多 因素 所 造成 的 ， ： 如 仪器 系统噪声 、 连接 器 的重 复性 、 温度 变化及
大部分客 户用 Ｖ Ａ测 量 复杂 系统 中使用 元 器 件 的 Ｎ 传输 和反射性 能 。这些 性 能最直 观 明 了的表 征 方式 是 Ｓ
鼬 冬 冬 ： 量 网络 分橱 仪 校 准项 ８探 ｉ 矢 ｔ ．
参数 ， 因此 从实 际角度 出发 ， 并考 虑到传 输 和匹配 等系统
误差 ， 数测 量 准确 度在 Ｖ Ａ的校 准 中是 必 不可 少 的 Ｓ参 Ｎ
展 矢 量 网络 分 析 仪 的 计 量 工作 提 供 了参 考 。 关 键 词 ： 量 网络 分 析 仪 ； 统误 差 ； 确 度 ； 准项 目 矢 系 准 校
矢量网络分析仪的误差分析和处理
矢量网络分析仪的误差分析和处理作者：汪源来源：《科技资讯》2016年第08期摘要：矢量网络分析仪的主要测试目标是电磁波，通过对电磁波的测试，可以为微波元器件的应用和设计的提供参考，促使微波元器件的功能性可以得到有效的发挥。
但是在实际的测试过程中，误差是切实存在的，影响测试的效果和测量的质量，使得的测量结果不能有效的对真实情况进行反应。
为此，需要科学的展开误差分析工作，为误差处理提供助力，提高微波元器件的功能性。
以下该文就矢量网络分析仪误差分析展开探讨，结合实际的测量情况，提出有效的误差处理措施，旨在为相关技术人员提供参考，促使矢量网络分析仪的功能性可以得到进一步提升，提高其测量的精确度和可靠性。
关键词：矢量网络分析仪误差分析处理中图分类号：TP393.06 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（b）-0017-02矢量网络分析仪对现代微波技术、计算机技术等具有直接的影响，具有测量简单，效果明显的特点，而且矢量网络分析仪的可以被视为一种万用表，具有良好的应用价值和发展空间。
主要是对器件和网络的反射特性和的传输特性展开测量工作，促使元器件的可以得到有效的设计和应用。
但是在实际的矢量网络分析仪应用时，误差会影响测量的精度和测量的准确性。
需要科学的展开误差分析工作，明确的误差的来源和误差的影响，值等有效的处理措施，使得矢量网络分析仪的功能性和测量准确性可以得到进一步的提升，推动相关产业的持续健康发展。
1 矢量网络分析仪的相关概述矢量网络分析仪是一种具有良好应用价值和应用空间的测量仪器，主要用于电磁波的测试，对器件的基本情况进行判断，为元器件的应用和设计提供参考，具有较高的测量精度和准确度。
近年来，科学技术的不断优化和完善，矢量网络分析仪的测量速度、精度，乃至智能化水平得到了进一步的提升。
矢量网络分析仪在实际的工作中，由合成信号源，并生成扫频信号，并完成同步扫描，在对各类信号进行转化和处理，规避信息丢失的情况。
矢量网络分析仪校准和验证的常见误区
⽮量⽹络分析仪校准和验证的常见误区为了庆祝这篇⽂章在国家⼯程技术数字图书馆的“中国科学引⽂索引（CSCI）数据库”中已被引⽤5次。
特在此公众号中再版。
由于⼿机阅读属于“碎⽚阅读”，所以要精简，甚⾄能写出《三⾔⼆拍》的感觉，于是就有了尤⽼师和⼥神的对话。
在讲校准之前，先介绍⼀下⽹络分析仪的“系统误差模型”。
如果你去看各种论⽂或书籍，都喜欢给你下⾯这张图，然后列⼀⼤堆公式，先把你搞晕，这个是传统的10项误差模型。
也有⽂献叫12项误差模型，包含了2个isolation误差项，但是现代⽹分基本做得很好了，这个项可以忽略，故⼤部分都讲10项误差模型。
我们这是碎⽚时间阅读材料，就不讲这些复杂的⽅程组了！我们就来看看下图的简化结构和误差模型吧，我们以测S21为例，实际测的是b2和a1的功率⽐b2-a1（为了⽅便，这⾥功率统⼀采⽤对数单位dBm），但是在图中可以看到，b2和a1是不能直接测到的，必须通过功分器在1端⼝的参考接收机通道测出a1’，然后在2端⼝的测量接收机通道测出b2’，因此（（b2’-a1’）和（b2-a1）之间的差值，我们就定义为系统误差。
所谓校准，就是测量⼀组已知器件（即校准件或称标准件），根据仪器接收机实际测试的结果和已知校准件的特性⽐较，联列⽅程组，解出上述的误差项eij，从⽽为后续的测量提供修正。
这⾥需要对校准件做进⼀步说明，在同轴系统中，校准件通常是开路、短路、匹配和直通，但是由于现实中⽆法实现理想的开路、短路、匹配和直通，因此需要正确的标定校准件的“特征数据(characteristicdata)”，例如开路应该表征为⼀个寄⽣电容和⼀段传输线；短路表征为寄⽣电感和⼀段传输线，匹配⼀般表征为⼀个理想50欧姆，现代⽹络分析仪也可以对匹配的不理想性进⾏表征。
如下图所⽰。
⼀般在校准件的附带的存储设备⾥⾯，都以⽂件形式定义，现在⾼端的校准件⼀般都会配备⼀个优盘，⾥⾯存着这套校准件的特征数据（⼀般每套校准件都有⾃⼰的序列号），严格讲每套校准件要和⾃⼰配套的特征数据配合使⽤。
vna校准的原理
vna校准的原理矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是一种用于测量和分析微波和射频信号的仪器。
VNA的准确性和可靠性对于高频电子设备的设计、制造和维护具有重要意义。
而VNA校准则是确保VNA测量结果的准确性和可重复性的关键步骤之一。
VNA校准的原理是基于对仪器的内部参考平面和外部加载网络的测量和比对。
校准过程主要分为以下几个步骤：首先，VNA进行内部参考平面的校准。
内部参考平面是VNA的内部标准，用于将待测器件与VNA进行匹配。
常见的内部参考平面有标准开路、短路和负载。
通过连接这些参考标准，VNA可以确定其内部参考平面上的反射系数，并根据反射系数对测量结果进行修正。
其次，VNA进行外部加载网络的校准。
外部加载网络是指用于校准待测器件的网络，可以是阻抗匹配器、衰减器等。
校准前，VNA会对加载网络进行测量，获取其响应参数，例如反射系数或传输系数。
然后，VNA根据加载网络的响应参数对测量结果进行修正，以消除外部加载网络对测量结果的影响。
最后，VNA进行待测器件的测量。
在进行待测器件的测量前，需要确保内部参考平面和外部加载网络的校准状态正常。
VNA会通过发送信号并测量其在待测器件上的反射和传输特性，从而得到待测器件的S参数（散射参数）。
根据校准过程中获取的内部参考平面和外部加载网络的响应参数，VNA会对测量结果进行修正，以提供准确的S参数分析结果。
总结起来，VNA校准的原理是通过测量和比对内部参考平面和外部加载网络的响应参数，对待测器件的测量结果进行修正，以提高测量的准确性和可靠性。
这个过程确保了VNA的测量结果在不同实验条件下的一致性，为高频电子设备的研发和维护提供了可靠的数据支持。
矢量网络分析仪的常用校准技巧
要用性能一样 ，但正、负极性 完全不一样的两只转换器。校准过程： ｉ ｉ ｌ 等效转 换 器 互换法 操 作程序 ，第一 要通 过校 准 时使校 准 的直 通 （ Ｔ ｈ ｒ ｏ ｇ ｈ ）转换 器Ａ来 完成传 输 校 准 。而该 转 换器 却不 能 与测 量 元 器件 直 接相 连 。 在反 射 校对 时 ， 把转 换 器Ａ变作 转 换 器Ｂ，对 调 变 化 了一 只测 试接 口的端 口极性 。 校 准结束后 的测量步骤 中 ，必须 用与被测 元器件直接 相连 的转 换 器Ｂ，也 能使用 转换器 Ｂ 相 连和被测 器件相 连 。若 转换 器Ａ与转换 器Ｂ 的器件特性 ｌ Ｏ ０ ％～致 ，均 能同意转换 器Ａ与转换 器Ｂ 剩余外观差异 的相 同转换 器 。此 种校准过程 剩余误 差就为两 个不一样 转换器 中建特性 区 别。校准程序比较快速，但确适合在复杂 情况下非插入元 件的校 准。 ２ ＿ ２ 转 移器 排除 校准 （ Ａ Ｄ Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ ＭＯ Ｖ Ａ Ｌ） 转 换器 排 除 校 准 是 针 对 非插 入 器 件 测 试 的 精度 较 高 的校 准 方 法 。转 换 器 排 除 校 准 必须 要 一 只 和 被测 元气 件 一 致 相连 接 的 转 换 器 ，该转换 器 被称 作校 准 。转 换器 本身 测量 电长 度要 比测 量ｆ 内ｉ ／ ４ 范 围。 如Ｎ 、３ ． ５ ａｍ和２ ｒ ． ４ ａｍ校 准件 可 用 ，对 其他 转 换 器 ，有 的仪 ｒ 表 供 货商也 支持 用户 直接 输入 其长 度 。 ２ ． ２ ． １ 使用 转 换器 Ｂ 和校 准转 换 器在ｐ ｏ ｒ ｔ ２ 上 完成双 端 口校 准 ， 并 存储 为校 准数据 组 。 ２ ． ２ ． ２将 校 准转 换器连 接 ￣ Ｊ ｌ ｐ ｏ ｒ ｔ １ ， 将 转换 器Ｂ 连接 ￣ Ｕ ｐ ｏ ｒ ｔ ２ 完成双 端 口校 准 ，存 储 为另 一校 准数据 组 。 ２ ． ２ － ３使 用Ａ Ｄ Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｍ０ 、 ， Ａ Ｌ 产 生新 的校 准 数据 。 ２ ． ２ ． ４ 用转 换器Ｂ 测量 Ｄ Ｕ Ｔ 数据 。 转换 器排 除 校准 必须 要二 次输 出校 准 ，第 一次 校准 ，把 直通 转 换 器装 到测试 端 口 Ｉ Ｉ ，获 得数 据校 准完 输 到校 准数 据程 序 中。再 进 行校 准 ，将 转接 器此 时测 试输 出 Ｉ中，校 准程 序获 得数 值要 差 异文 件 名储存 于数 据组 内。把 整个 程序 内，能进 行 二类差 异 的校准 件 ， 进 行适 合相 差 较 多 的端 口型 号 被测 件 需要 （ 例端 口 Ｉ 是Ｎ ，端 口 Ｉ Ｉ 是ｄ ）。前 后双 端 口测量 校 准结 束 时 ，把 仪器 转 接 器排 除校 准 功 能 键 按 下 ，根据 操作 提醒 将 二次 校准 文件 名存入 操 作仪 表 ，仪表 将 按 照 操作 去排 除测 量转 换器 对测 量数据 的干 扰 。
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系统误差模型
15误差项模型(四通道）
(a)-无端口互耦，采用TRM进行校准，只测量DUT (b)-以20dB衰减器模拟端口互耦，TRM校准，测量DUT (c)-以20dB衰减器模拟端口互耦，采用15误差项校准方法（如 TMSO）进行校准，测量DUT
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Test set
©2004/ An Yi / 8
概述 四通道矢量网络分析仪
Meas. Channel B Ref. Channel R2
Source
Ref. Channel R1 Meas. Channel A
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Port 2 Port 1
功率分配器，开关（位置1）和三端口误差网络[R] ➢ 位置2
功率分配器，开关（位置2)和三端口误差网络[T]
❖ 前向和反向测量时，对应的误差网络和误差项不同。
(R’11, R’22, R’12R’21, T’11, T’21 R’21 和 T“11, T“22, T“12T“21, R“22, T“12R“12)
矢量网络分析仪的校准技术
Rohde&Schwarz Pushing limits
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©2004/ An Yi / 1
罗德与施瓦茨中国有限公司
安毅 产品经理
Tel: 010-6431 2828 Email: Adams.An@
©2004/ An Yi / 23
系统误差模型 22误差项模型(三通道）
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©2004/ An Yi / 24
系统误差模型 22误差项模型(三通道）
下表列出了可能的校准标准件的组合 需要至少两个传输标准件 为了达到最好的校准性能，A标准件应具有180度相移
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mr
a1
R11 R21
R12 mf
R22
b1
a2 mt
T11 T21
T12 b2
T22
0
©2004/ An Yi / 12
系统误差模型
5误差项模型的校准
如采用TOSM四个标准件进行校准，则可以根据由标准件所决定 的端口信号之间的关系确定矩阵[R]和[T]的参数。
[3] Eul, H.-J., Schiek, B., “Thru-Match-Reflect: One Result of a Rigorous Theory for De-embedding and Network Analyzer Calibration“, Proceedings of the 18th European Microwave Conference, September 12-16, Stockholm (Sweden), 1988, pp. 909-914
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©2004/ An Yi / 7
概述 三通道矢量网络分析仪
Meas. Channel B
Source Ref. Channel R1 Meas. Channel A
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Port 2 Port 1
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©2004/ An Yi / 27
校准方法及应用 全双端口校准技术
Calibration procedure
TOSM TOM TRM TRL TNA TOM-X
Number of Calibration steps
7
Special feature classical procedure
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©2004/ An Yi / 30
校准方法及应用
TOSM校准方法的扩展
端口泄漏补偿
➢ 两个端口需要两个匹配负载 ➢ 校准和测量过程可能会呈现不同的泄漏特性
在校准过程中，两个端口完全匹配，进行 隔离测量。所以，只有测量端口良好匹配的 被测件能被准确测量，如果被测件端口反射 很大，则可能会导致较大的测量误差。
[4] Eul, H.-J., Schiek, B., “A Generalized Theory and New Calibration Procedures for Network Analyzer Self-Calibration“, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-39, 1991, pp. 724-731
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©2004/ An Yi / 2
主要内容
概述 系统误差模型 校准方法及应用
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©2004/ An Yi / 3
概述 测量原理
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❖ 称为10误差项模型
❖ 在10误差项模型中加入开关的泄漏误差，eI0，eII0。 称为12误差项模型
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©2004/ An Yi / 15
系统误差模型
10(12)误差项模型中对开关的要求
➢ 高重复性 ➢ 高隔离度（大于VNA本身的动态范围) ➢ 无需良好匹配 ➢ 可以有损耗 ➢ 两个切换位置无需相等
[5] Heuermann, H., Schiek, B., “The In-Fixture Calibration Procedure LineNetwork-Network-LNN“, Proceedings of the 23rd European Microwave Conference, September 6-9, Madrid (Spain), 1993, pp. 500-505
©2004/ An Yi / 20
系统误差模型 15误差项模型(四通道）
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系统误差模型 15误差项模型(四通道）
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©2004/ An Yi / 4
概述 矢量网络分析仪的结构
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概述 矢量网络分析仪的结构
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概述 矢量网络分析仪的结构
Test set
©2004/ An Yi / 9
概述 测量误差
➢ 系统误差
❖ 矢量网络分析仪内部测试装置的系统响应 ❖ 外部测试装置的系统响应
➢ 随机误差
测试装置的稳定性 仪器的稳定性
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©2004/ An Yi / 10
பைடு நூலகம்
系统误差模型 5误差项模型
k11 k12 k13 k14
[K] k21
k22
k23
k24
kk3411
k32 k42
k33 k43
k34 k44
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[T
]
t11 t21
t12
t22
©2004/ An Yi / 11
系统误差模型 误差网络变换
m f 2b2 m r 4b4 m t 6b6
©2004/ An Yi / 28
校准方法及应用 TOSM－经典的全双端口校准技术
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©2004/ An Yi / 29
校准方法及应用
TOSM－经典的全双端口校准技术
through/open/short/match 由于是三通道，所以前向和反向通道中的误差项不同 12个误差项 泄漏设为常数 4个校准件的10个已知参数可以确定10个误差项 缺点： 7个校准步骤 需知道所有校准件的参数 无法克服校准误差
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©2004/ An Yi / 26
校准方法及应用
校准方法分类
NORMALIZATION 包括反射与传输的归一化，提供了最快的测量速度。 FULL ONE PORT 校准一个端口的T、D、S误差项，适用于精确测量端口的反射。 ONE PATH TWO PORT 前二者的合成，适用于单向传输测试，如放大器。 FULL TWO PORT 适用于双向测量，可校准两个端口，并进行所有S参数的测量。 提供了最高的精度
m a tch : b1 0 S h o rt : b1 a1 O p en : b1 a1 T hrough :
a 2 b1
a
b
2
2
a1 T 11b
2
m t T 2 1 b 2
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 技术研讨会
©2004/ An Yi / 13
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