網(wǎng)絡(luò )分析儀校準很頭疼，一文讓你get到三大要點(diǎn)

是不是每次測量一個(gè)新的項目前都必須做校準?

這個(gè)是不一定需要的，盡量將每次校準的state存 入VNA，名字最好為校準狀態(tài)，例如頻率范圍，輸入激勵功率等。如果有新的測試項目，但是它的測試條件和已有狀態(tài)相似，且load state后，檢查校準狀態(tài)良好，就可用使用以前的校準狀態(tài)，而不需要重新校準。將校準state保存并調用的好處在于：Calibration Kit也是有使用壽命的，多次的校準，會(huì )是的校準件多次和校準電纜接觸，可能污染校準件，使得校準件特性發(fā)生改變，影響下一次校準。盡量養成如下習慣：將 網(wǎng)絡(luò )分析儀的port不用的時(shí)候加上防塵套;對測試電纜進(jìn)行標號，使得VNA每個(gè)port盡可能固定連接某個(gè)電纜;對測試電纜不用時(shí)，也需要加上防塵套; 盡量不用很臟的測試電纜等。

VNA的校準是精確測量前必要的準備

以單端口DUT測量為例，測試模型參考one port error model。

由 于VNA的輸出和DUT的待測輸入一般都存在中間過(guò)渡件/連接件，使得理想網(wǎng)絡(luò )分析儀的測試平面和DUT的待測平面間出現了一個(gè)誤差網(wǎng)絡(luò )。對于單端口誤差 模型，有三個(gè)誤差項。為了求解三個(gè)誤差項，由線(xiàn)性矩陣理論，需要建立三個(gè)不相關(guān)的方程來(lái)求解。校準的原理就是建立這三個(gè)方程。

通過(guò)在測試面 加入三個(gè)已知特性的校準件，例如開(kāi)路件，反射系數理論上為1，短路件，反射系數理論上為-1，負載件反射系數理論上為0。通過(guò)VNA測量這三個(gè)校準件，得 到實(shí)際測量結果。也就得到包含三個(gè)誤差模型的線(xiàn)性方程，通過(guò)求解就能得到三個(gè)誤差項。在后續的測量中，在直接獲得的測試結果中，先通過(guò)數學(xué)運算，消除三個(gè) 誤差項帶來(lái)的影響，顯示給用戶(hù)的就是校準后DUT的特性。

當然兩端口誤差模型更加復雜，分為正向和反向，正向具有6個(gè)誤差項，反向也有6個(gè)誤差項，總共有12個(gè)誤差項需要求解，求解方法可用參考“RF Measurement of Die and Packages”

當然一般網(wǎng)絡(luò )分析儀提供的二端口矢量校準方法為SOLT，通過(guò)單端口的分析，其實(shí)校準件的本質(zhì)是建立誤差模型方程，選擇不同已知反射系數的校準件，就得到了很多不同的校準方法，例如LRM，LRRM，TRL等等。

當然校準的本質(zhì)也是去嵌入(De-embedding)的過(guò)程，去嵌入的本質(zhì)得到誤差網(wǎng)絡(luò )的S參數，通過(guò)轉換到T參數，運用級聯(lián)運算進(jìn)行消除。去嵌入還能夠消除非傳輸線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的S參數，應用也比校準廣泛。

實(shí)際校準的方法：

盡管一般VNA的User Guider上都有儀器校準的方法，但是還有很多細節需要注意的：

1、設定測試參數

選 擇測試頻率范圍：一般的頻率范圍要稍微大于測試指標規定的范圍，選擇VNA Port激勵功率，對于無(wú)源器件，可以選擇稍微大的激勵功率，例如0dBm，但是對于測試Amplifier等小信號器件，一般激勵信號要小于器件的 1dB壓縮點(diǎn)，對于Power Amplifier等大功率器件，需要減小VNA的輸入信號功率，同時(shí)要在PA的輸出和VNA的輸入間加入衰減器。但是過(guò)分減小VNA的輸入信號功率，可 能會(huì )使得S11和S22測量誤差增大。如果對于多端口VNA，還需要選擇測試port。

2、選擇校準件，選擇校準方法，通過(guò)儀器校準的Guide完成校準

每 個(gè)公司都有不同的規格的校準件，例如N型的，SMA型的，這個(gè)在校準之前一定要選擇好，這個(gè)是因為廠(chǎng)家提供的校準件，開(kāi)路短路負載等也不是理想的反射系數 分別為1，-1和0。同公司的VNA中會(huì )定義校準件，將校準件的特性預先存入VNA，以便校準時(shí)求解誤差方程。因此，如果校準件選擇不當，校準的意義也就 沒(méi)有了。

在校準過(guò)程中，顯示format對于校準是沒(méi)有影響的，可用選擇顯示S11或者S21，顯示可用為VSWR或者Smith Chart，這個(gè)不影響校準。已SOLT為例，首先進(jìn)行單端口校準，分別將開(kāi)路短路負載加至VNA的port1和port2，按照儀器指示進(jìn)行完成校準，再連接Thru件，完成直通校準。

3、校準結果檢查

這一步不是必須的，但個(gè)人覺(jué)得作為一個(gè)優(yōu)秀的射頻工程師，這一步是至關(guān)重要的。

開(kāi)路校準特性的檢查：校準完成后，將開(kāi)路件取下，顯示S11和S22的Smith Chart，良好的校準使得測試顯示曲線(xiàn)在整個(gè)測量頻率范圍內都在Smith Chart的開(kāi)路點(diǎn)。負載校準特性的檢查：校準完成后，將測試端口連接負載件，測試S11和S22的Smith Chart，良好的校準使得測試曲線(xiàn)在整個(gè)測量頻率范圍內都在Smith Chart的中心點(diǎn)。

直通檢查：校準完成后，將兩端口連接Thru件，測試S12或者S21的dB曲線(xiàn)，良好的校準使得測試曲線(xiàn)在整個(gè)頻率范圍內平坦，且都在0dB。