原创 网络分析仪校准篇

很多工程师在使用网络分析仪的时候对于校准都很头痛。怎么做？做什么？这些都是工程师要考虑的问题，下面安泰网络分析仪维修中心工程师为大家分享网络分析仪校准的注意事项：

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loadstate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：CalibrationKit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。

VNA的校准是精确测量前必要的准备

以单端口DUT测量为例，测试模型参考oneporterrormodel。

由于VNA的输出和DUT的待测输入一般都存在中间过渡件/连接件，使得理想网络分析仪的测试平面和DUT的待测平面间出现了一个误差网络。对于单端口误差模型，有三个误差项。为了求解三个误差项，由线性矩阵理论，需要建立三个不相关的方程来求解。校准的原理就是建立这三个方程。

通过在测试面加入三个已知特性的校准件，例如开路件，反射系数理论上为1，短路件，反射系数理论上为-1，负载件反射系数理论上为0。通过VNA测量这三个校准件，得到实际测量结果。也就得到包含三个误差模型的线性方程，通过求解就能得到三个误差项。在后续的测量中，在直接获得的测试结果中，先通过数学运算，消除三个误差项带来的影响，显示给用户的就是校准后DUT的特性。

当然两端口误差模型更加复杂，分为正向和反向，正向具有6个误差项，反向也有6个误差项，总共有12个误差项需要求解，求解方法可用参考"RFMeasurementofDieandPackages"

当然一般网络分析仪提供的二端口矢量校准方法为SOLT，通过单端口的分析，其实校准件的本质是建立误差模型方程，选择不同已知反射系数的校准件，就得到了很多不同的校准方法，例如LRM，LRRM，TRL等等。

当然校准的本质也是去嵌入(De-embedding)的过程，去嵌入的本质得到误差网络的S参数，通过转换到T参数，运用级联运算进行消除。去嵌入还能够消除非传输线网络的S参数，应用也比校准广泛。

实际校准的方法：

尽管一般VNA的UserGuider上都有仪器校准的方法，但是还有很多细节需要注意的：

1、设定测试参数

选择测试频率范围：一般的频率范围要稍微大于测试指标规定的范围，选择VNAPort激励功率，对于无源器件，可以选择稍微大的激励功率，例如0dBm，但是对于测试Amplifier等小信号器件，一般激励信号要小于器件的1dB压缩点，对于PowerAmplifier等大功率器件，需要减小VNA的输入信号功率，同时要在PA的输出和VNA的输入间加入衰减器。但是过分减小VNA的输入信号功率，可能会使得S11和S22测量误差增大。如果对于多端口VNA，还需要选择测试port。

2、选择校准件，选择校准方法，通过仪器校准的Guide完成校准

每个公司都有不同的规格的校准件，例如N型的，SMA型的，这个在校准之前一定要选择好，这个是因为厂家提供的校准件，开路短路负载等也不是理想的反射系数分别为1，-1和0。同公司的VNA中会定义校准件，将校准件的特性预先存入VNA，以便校准时求解误差方程。因此，如果校准件选择不当，校准的意义也就没有了。

在校准过程中，显示format对于校准是没有影响的，可用选择显示S11或者S21，显示可用为VSWR或者SmithChart，这个不影响校准。已SOLT为例，首先进行单端口校准，分别将开路短路负载加至VNA的port1和port2，按照仪器指示进行完成校准，再连接Thru件，完成直通校准。

3、校准结果检查

这一步不是必须的，但个人觉得作为一个优秀的射频工程师，这一步是至关重要的。

开路校准特性的检查：校准完成后，将开路件取下，显示S11和S22的SmithChart，良好的校准使得测试显示曲线在整个测量频率范围内都在SmithChart的开路点。负载校准特性的检查：校准完成后，将测试端口连接负载件，测试S11和S22的SmithChart，良好的校准使得测试曲线在整个测量频率范围内都在SmithChart的中心点。

直通检查：校准完成后，将两端口连接Thru件，测试S12或者S21的dB曲线，良好的校准使得测试曲线在整个频率范围内平坦，且都在0dB。

以上有关网络分析仪校准须知由西安安泰网络分析仪维修中心整理发布，更多关注公众号：安泰测试