巧用网络分析仪校准

网络分析仪校准的目的是消除测试的系统误差。校准的思路是通过对标准件的测试得到网络分析仪系统误差项的具体数值，然后通过计算对被测件测试结果进行修正处理，消除其中误差成份，得到被测件真实值。在谈进阶篇之前，我们先来复习一下基础知识。

校准过程就是通过测试标准件测试系统误差的过程，根据校准消除误差项的不同，网络分析仪校准主要分为频响校准和矢量校准。消除误差项目的个数与测试的标准件数目相同。

我们常用的误差模型：

一、单端口误差模型

图一  单端口校准误差模型

图一为网络分析仪反射测试时系统误差的数学模型。S11M为网络分析仪的实际测试值，其中包含各项测试误差，具体测试误差有：ED、ERT、ES等。仪表校准目的是通过计算消除这些误差项的影响，得到网络分析仪测量的真值S11A。为得到ED、ERT、ES，通过测试标准件完成，由于要确定三项误差，所以单端口校准要测试三个标准件，联立方程组得解。

二、双端口误差模型

双端口误差模型就要复杂不少了，来看看其误差模型的表达式：

图二、双端口校准误差模型

双端口校准是网络分析仪最精确的误差校准方法，校准过程中需要至少7次连接校准件，通常测试中，隔离校准可以忽略。

基于二端口校准的误差模型，二端口校准后，某一项S参数结果的测试都需要网络分仪表进行正，反双向测试，利用另外三个S参数对测试结果进行误差消除运算。

这是被测件在校准前后结果对比，对于没有校准的测试结果，存在典型的波动，它是系统误差影响的结果。通过误差校准后，测试扫迹能更正确反映被测件性能。

双端口校准消除误差项最多，校准后仪表测试精度最高。

不同校准方法比较：

图三、不同校准形式及其应用

针对特殊情形的校准方式：

上面考虑的都是DUT比较理想的情况，通过网分自带的校准件就可以完成校准。可以理想总是丰满的，现实总是残酷的。大千世界林林总总的DUT又肿么办呢？

这种方法适用于具有两个相同形式而端口极性相同的被测件(如；1，2端口都为SMA阴性接头)，这种器件为非插入型器件之一。此方法需要使用性能相同，而阴阳极性不同的两个转接器。

等效转接器互换法校准第一步是在校准过程中利用能进行直通(Through)校准的转接器A来完成传输校准。但该转接器并不能与测试直接连接。在反射校准过程中，将转接器A换为转接器B，这一交换改变了一个测试端口的接口极性。

校准完成后的测试过程中，使用能和被测件直接连接的转接器B，转接器B可以直接和被测件连接。

如果转接器A和转接器B的电气性能完全相同，可以认为转接器A和转接器B只是外形不同的同一个转接器。

这种校准方法的剩余误差为两个转接器之间的性能差异。校准过程较简单，但不能适用于复杂非插入器件校准。

2. 转接器移去校准 (英文名：Adapter Removal)

图五、Adapter Removal 校准过程

转接器移去校准需要进行两次双端口校准。第一次校准中，将直通转接器放在测试端口2，校准结果存入校准数据组中。

第二次校准，将转接器连接到测试端口1上，校准数据用不同文件名也存在校准数据组中。在这个过程中，可以使用两种不同的校准件。以适应具有不同端口类型被测件的要求(比如端口1为N，端口2为SMA)。