表面贴装器件S 参数测量方法研究

传输线标准.

· 在低频段，传输线标准会特别长，传输线标准的最优长度为频率跨度几何平均频率（起始频率× 终止频率的平方根）的1/4 波长.

2.4 匹配标准

当所需长度或损耗的传输线不能制造时，可以使用匹配标准来代替传输线.

· 匹配标准为连接到端口上的低反射终端.

· 在TRL 校准的误差系数计算时，将匹配标准作为高损耗.无限长度的传输线.

· 匹配标准的阻抗变为测量的参考阻抗.

3 TRL 校准的实现

要实现利用矢量网络分析仪的TRL 校准功能测量表面贴装器件的S 参数，必须制作相应的测试夹具，测试夹具制作好后才能在相应的测试夹具上制作TRL 校准标准件.下面以MAX2640低噪声放大器（LNA）的S 参数测量和稳定性分析为例介绍一下TRL校准标准件制作的过程.

对MAX2640 进行S 参数测量时使用了两套评估（EV）板和一台网络分析仪（HP8753D）.将第一套评估板（kit#1）的IC 去掉用于校准，利用第二套评估板（kit#2）进行实际测量，该套评估板保留了IC,但无匹配元件.

1. 对双口网络进行了完整的校准操作，校准范围包括与矢量网络分析仪相连接的电缆.

2. 当我们测量第二套评估板（kit#2）上不带匹配元件时IC 的S 参数时，将短接线放置到了第一套评估板（kit#1）上MAX2640 输入和输出引脚的焊接位置（参见图3）.

3. 调整网络分析仪的端口延时，使315MHz时输入端和输出端的阻抗都尽可能接近于短路状态.此时我们就可以利用该校准在第二套评估板（kit#2）上的MAX2640 器件引脚处进行S 参数测量.

4. 然后修改第一套评估板（kit#1），将上面的短接线移置到上次匹配元件的放置点.再一次调整网络分析仪的端口延时，使315MHz 时输入端和输出端的阻抗都尽可能接近于短路状态.

5. 接着将匹配元件放回到第二套评估板（kit#2）上，对评估板上带有匹配元件的IC 进行S 参数测量.

6. 为了证实仅测试IC 时（上述步骤3）S 参数的正确性，将所得的S 参数导入ADS（微波仿真软件），并在所建模型中加入匹配元件和传输线.同时为了模拟板上存在的寄生效应，在模型的输入引脚和输出引脚加一只0.5pF电容.然后将所建立的模型的仿真性能曲线与评估板上带有匹配元件时所测得的IC S 参数（上述步骤5）进行比较.

4 测试结果：

图4 至图9 曲线标注定义如下：

MAX2640_Epcos_1GHz_simulation :只对工作台上不带匹配元件的IC 进行了测量，利用所测得的S 参数进行仿真，并在ADS的仿真模型中加入了匹配元件.

MAX2640_Epcos_1GHz_bench :在评估板上加入了匹配元件后再对IC 进行S 参数测量.

上述数据表明所进行的两个测试中，幅值和相位性能都非常接近.除去微小的频率偏移，仿真结果（ 利用不带匹配元件的IC 的测试S 参数建立模型，并在ADS 模型中加入匹配元件后对模拟工作台进行仿真测量） 非常接近于实际性能测试（ 在评估板上加入匹配元件后，对实际性能进行测试）.所以可以得到这样的结论：对MAX2640 进行测量所得的S 参数是可靠的，可用于仿真和稳定性分析.

5 结论

本文简单介绍了利用矢量网络分析仪测量表面贴装器件（SMD）S 参数的两种方法.即端口延伸法和TRL 校准法，这两种方法在实际的测试过程中，可以根据对测量精度要求的高低来选择，当要求的测量精度不高时，一般选择端口延伸法.当要求很高的测量精度时，并且没有与被测件连接器类型相同的校准件时，经常选择TRL 校准法.