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矢網(wǎng)的校準(zhǔn)原理簡述

發(fā)布日期:2024-09-30 14:27:33         瀏覽數(shù):   

  矢網(wǎng)的校準(zhǔn)原理其實很簡單,就是通過已知的標(biāo)準(zhǔn)件來測量系統(tǒng)的誤差,然后用這些誤差去補償實際測量。

矢網(wǎng)的校準(zhǔn)原理簡述(圖1)

  今天我們將從原理上簡單解釋一下矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn),幫助大家更好地理解它的意義。

  首先,我們簡要介紹一下矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

  VNA是一種測試射頻和微波系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的精密儀器,尤其是S參數(shù)。這些參數(shù)描述了網(wǎng)絡(luò)中信號的反射和透射行為。例如,S11表示輸入端口的反射系數(shù),S21表示從輸入到輸出的透射系數(shù)。通過這些參數(shù),我們可以分析設(shè)備在不同頻率下的性能。

  為什么要進行校準(zhǔn)?

  VNA雖然精確,但在測量過程中,系統(tǒng)中的不理想因素,如連接器損耗、饋線誤差、反射波干擾等,都會引入測量誤差。校準(zhǔn)的目的是通過消除這些系統(tǒng)誤差,確保測量結(jié)果與實際設(shè)備特性匹配。這不僅提高了測量的準(zhǔn)確性,還能保證在不同測試條件下的結(jié)果一致性。

  矢網(wǎng)的誤差主要分為三類:

  直通誤差:包括連接器、傳輸線的損耗和不完美性。

  反射誤差:由于不匹配導(dǎo)致的反射波干擾。

  漏泄誤差:端口之間的信號泄漏造成的影響。

  通過校準(zhǔn),我們可以將這些誤差最小化,從而提高測量的精度。最常見的校準(zhǔn)方法之一是SOLT校準(zhǔn),也就是開路、短路、負載和直通校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)方法通過四種標(biāo)準(zhǔn)件來補償不同的誤差。

  SOLT校準(zhǔn)原理

  開路校準(zhǔn):用于補償端口在開路情況下的反射誤差。因為理論上開路時應(yīng)沒有反射信號,任何測到的信號都是誤差。

  短路校準(zhǔn):用于補償端口在短路情況下的反射誤差。短路時理論上應(yīng)有最大的反射信號,任何偏差都是系統(tǒng)誤差。

  負載校準(zhǔn):用于補償端口在匹配負載下的誤差,通常使用50歐姆的標(biāo)準(zhǔn)負載,理想情況下應(yīng)沒有反射。

  直通校準(zhǔn):用于補償兩個端口之間的傳輸誤差,校準(zhǔn)直通路徑上的損耗和相位偏移。

  除了SOLT,還有其他校準(zhǔn)方法,例如TRL校準(zhǔn)和ECal校準(zhǔn)。不同方法適用于不同的測量場景:

  TRL(傳輸、反射、負載)校準(zhǔn):適合高頻段測量,尤其在微波頻率下效果更好。

  ECal校準(zhǔn):使用電子校準(zhǔn)模塊,操作更簡便,適合頻繁校準(zhǔn)的場合。

  校準(zhǔn)不僅讓測量結(jié)果更加準(zhǔn)確,還能確保你在不同設(shè)備和環(huán)境下的測量具有一致性和可重復(fù)性。這對于精確分析射頻和微波系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。

  總結(jié)來說,VNA校準(zhǔn)是通過已知標(biāo)準(zhǔn)件來測量并補償系統(tǒng)誤差,確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

  無論你是新手還是有經(jīng)驗的工程師,理解校準(zhǔn)的原理和方法都是確保測量精度的關(guān)鍵。


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