利用VNA分析高速线上的串扰

的定向性。

　　采用开关矩阵多端口NVA架构还能为校准提供全面的灵活性。12端口65GHz VNA系统包含一个型号为37000D的VNA、带多个SM6272测试端口模块的开关矩阵的测试装置，以及校准与测量软件。SM6272外部测试端口模块(图3)采用固态开关和高性能定向性耦合器，在65GHz频率以下可以提供很高的精度和可重复性。它们的外形也非常紧凑，只有4.5x5.0x7.0英寸，因而非常便于靠近DUT摆放。这些模块可以被增加到基本系统中，形成一个具有更多端口数量的测试解决方案(比如从4端口系统升级到8端口系统)。

　　不管VNA系统是一个简单的双端口系统还是一个较复杂的12端口VNA，为获得较高的测量精度，必须仔细选择和谨慎执行校准过程。校准的目的是去除或减掉测试夹具、电缆和用于从被测设备(DUT)收发信号的其它元件引起的电气贡献值。通过尽量缩短测试电缆的长度(就如Anritsu的12端口VNA系统一样)并采用高性能测试元件，系统能获得很好的原始定向性。一个有效的校准过程会使用明确规定的电气标准来表征测试系统的性能，因此理想的DUT测量应该只是测试DUT的电气性能，不包括测试系统、夹具、探针或其它测试附件。

　　一个有效的校准过程必须从测试夹具、探针以及将信号路由至DUT的其它硬件那里收集到足够的数据，以确定内部时延、失配、连接和开关损耗效应，并从DUT测量结果中刨除这些效应。目前的VNA测试系统采用广泛的校准过程，包括短路-开路-负载-直通(SOLT)和直通-反射-匹配(TRM)方法。校准技术的选择通常是DUT类型及实际标准可用性的函数。每种校准方法都试图从在DUT上取得的原始测量数据中去除错误项。随着VNA系统端口数量的增加，错误项的数量也越来越多。

　　这些已制定的VNA校准方法是专为传统的多采样器/定向性耦合器VNA架构而开发，不适合采用开关矩阵的多端口VNA测试系统(如Anritsu的12端口65GHz系统)。因此，Anritsu与PAF公司共同为12端口系统开发了实用的测量与校准软件。PAF是一家以开发多端口VNA校准算法而著名的公司，致力于为20GHz以下的多端口VNA测量与校准提供商用化软件产品。Anritsu要求这种工具精确地扩展到65GHz。

　　该软件缩短了校准和测试时间，并提供很大的灵活性，因为12端口VNA测量系统可被用于带夹具装置的同轴测量和晶圆级测量。系统的分离型硬件架构，以及可以靠近DUT测试夹具放置或直接摆放在晶圆探针台上的端口模块，都需要一定程度的校准灵活性以支持多种测试应用。这种灵活性对12端口晶圆测试应用来说尤其关键，因为其可用的连接和校准标准数量非常有限。

　　为Anritsu的12端口65GHz VNA开发的校准过程能根据连接的最小数量动态计算标准连接顺序，并同时提供最高可能达到的精度。PAF公司提供的MMS-NT校准和测试软件(图4)支持许多校准过程，包括SOLT、TRL、线路-反射-匹配(LRM)、线路-反射线(LRL)、短路-开路-负载-互易直通(SOLR)、快速SOLT(QSOLT)甚至半泄漏校准。

　　根据新系统的测试端口数量以及校准中的可能连接数量，尽量缩短校准和测试时间对新的校准软件来说非常重要。MMS-NT软件允许在两个相对的端口之间，用单个12项校准完成12端口VNA系统的校准，对TRL校准而言这要用到6条连接。然后，在每个原始端口和对面的5个端口之间全面测量5次，这样做仅增加11条连接。这个过程很容易在半自动晶圆上系统中实现。即使在同轴测试环境中，17条连接校准仍可以在不到20分钟的时间内完成。

　　实质上，MMS-NT校准软件适合独特的测试端口配置，能以最少的连接提供最高的精度。MMS-NT软件还能提供丰富的测量与显示功能，支持12端口差分参数、时域反射仪(TDR)测量、眼图显示，可以将数据导出到Excel电子表格生成报表，或转换成Touchstone文件格式供软件仿真工具使用。

　　校准软件包含可以自动计算和管理多端口测量系统的误差系数的内部算法和数据结构。一旦定义好多端口连接方式，软件就能为所有已定义的端口的校准确定最优最有效的连接方案。该软件能自动定义系统端口和连接器结构、描述正确的校准标准集、优化校准标准连接的序列、减少所需连接的数量、计算误差系数并修正测量数据。

　　这个12端口VNA系统采用紧凑的SM6272测试端口模块，由于能将测试端口尽可能靠近DUT放置，所以非常适合进行晶圆级测试。开关和所有射频信号路由表都位于每个模块内和测试端口定向性耦合器的后面，具有最小的插入损耗和最优的测量稳定性。每个测试端口模块包含两个带坚固的公头V型连接器的测试端口。MMS-NT软件可以将测量连接方式自动转换成包括外部测试夹具补偿在内的最佳多端口校准方案。