在這篇文章中，我們通過(guò)走過(guò)SOLT校準(zhǔn)的步驟并檢查其參考標(biāo)準(zhǔn)的潛在非理想性來(lái)結(jié)束我們對(duì)VNA的討論。
被稱(chēng)為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）的強(qiáng)大儀器在射頻和微波應(yīng)用中是必不可少的。然而，在使用VNA之前，必須通過(guò)執(zhí)行用戶(hù)校準(zhǔn)來(lái)校正測(cè)試設(shè)置的系統(tǒng)誤差和缺陷。
上一篇文章介紹了短開(kāi)路加載直通（SOLT）方法，這是最常見(jiàn)的用戶(hù)校準(zhǔn)技術(shù)之一。在本文中，我們將更詳細(xì)地解釋SOLT校準(zhǔn)方法是如何工作的。我們還將討論在現(xiàn)實(shí)世界SOLT校準(zhǔn)中使用的開(kāi)路和短標(biāo)準(zhǔn)的非理想性。深入了解這些概念將有助于VNA用戶(hù)更自信地分析測(cè)量結(jié)果。
找到錯(cuò)誤術(shù)語(yǔ)是成功的關(guān)鍵
正如我們?cè)诒鞠盗形恼虑懊嫠懻摰模琒OLT校準(zhǔn)方法依賴(lài)于12項(xiàng)誤差模型。該模型考慮了由有限方向性、反射跟蹤、端口匹配誤差等引起的誤差。圖1顯示了它的正向和反向子模型。
12項(xiàng)誤差模型分為兩個(gè)子模型。
圖1。12項(xiàng)誤差模型由6項(xiàng)正向子模型（a）和6項(xiàng)反向子模型（b）組成。圖像由Mini Circuits提供
為了從原始測(cè)量值中獲得DUT的真實(shí)S參數(shù)，我們需要校正上面建模的所有誤差。校正過(guò)程包括找到12個(gè)誤差項(xiàng)的值，并將它們應(yīng)用于數(shù)學(xué)公式。盡管這些誤差校正的數(shù)學(xué)計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，但確定誤差項(xiàng)需要準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
一些應(yīng)用程序可能會(huì)對(duì)查找誤差項(xiàng)帶來(lái)額外的挑戰(zhàn)。例如，在低溫、極端功率水平或使用異常連接器的情況下，確定DUT的誤差項(xiàng)可能極其困難。盡管如此，一旦誤差項(xiàng)已知，需要求解的方程就相對(duì)簡(jiǎn)單。
為了更好地了解校準(zhǔn)過(guò)程及其要求，讓我們更仔細(xì)地檢查SOLT校準(zhǔn)。
SOLT校準(zhǔn)過(guò)程
SOLT校準(zhǔn)使用短路、開(kāi)路、Load和Through標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定測(cè)量系統(tǒng)的誤差項(xiàng)。負(fù)載、開(kāi)路和短路標(biāo)準(zhǔn)通常被收集到校準(zhǔn)試劑盒中；一些套件，如圖2中的套件，也包括Through標(biāo)準(zhǔn)。
Copper Mountain Technologies的S2611校準(zhǔn)套件。
圖2:S2611校準(zhǔn)套件。
讓我們回顧一下圖1中的12項(xiàng)誤差模型。為了找到圖1中正向子模型的誤差項(xiàng)，我們使用以下三個(gè)步驟：
應(yīng)用一個(gè)端口校準(zhǔn)。
確定隔離。
進(jìn)行直通測(cè)量。
雖然我們只會(huì)遍歷正向測(cè)量的過(guò)程，但可以應(yīng)用相同的三步程序來(lái)查找反向子模型的誤差項(xiàng)。我們所要做的就是改變我們?cè)诜匠讨胁迦氲恼`差項(xiàng)。
步驟1：應(yīng)用單端口校準(zhǔn)
在這一步驟中，前向子模型的輸入反射系數(shù)（ΓIn）是針對(duì)三種不同的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的：短路、開(kāi)路和Load。VNA測(cè)量的輸入反射系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際反射系數(shù)（ΓL）通過(guò)以下方程相關(guān)：
公式1
通過(guò)測(cè)量ΓL的三個(gè)不同值，我們得到了三個(gè)獨(dú)立的方程，每個(gè)方程都包含三個(gè)未知誤差項(xiàng)e00、e10e01和e11。在理想情況下，短路、開(kāi)路和Load標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別產(chǎn)生–1、1和0的ΓL值。當(dāng)然，我們并不是生活在一個(gè)理想的世界里。我們將很快討論現(xiàn)實(shí)世界短褲和公開(kāi)賽的反射系數(shù)是什么樣子的。
步驟2和3：確定隔離和直通測(cè)量
為了找到泄漏項(xiàng)（e30），我們將匹配的負(fù)載連接到VNA的端口1和端口2，并測(cè)量S21參數(shù)。這是一個(gè)可選步驟——現(xiàn)代VNA端口之間的泄漏通常可以忽略不計(jì)，因此我們可以將泄漏項(xiàng)設(shè)置為零，而不會(huì)產(chǎn)生重大后果。
