矢量网络分析仪及其校准件关键重要指标简析

发布时间:2023-03-20  

系统有效数据定义

网络分析系统数据分以下五项:方向性、源匹配、负载匹配、反射跟踪和传输跟踪,各项单位是dB,前三项绝对值越大说明性能越好,后两项跟踪是频响概念,越小越好。


系统有效数据,“有效”是矢量网络分析仪校准后的剩余误差,类似于评价接收机的灵敏度和底噪声指标,是矢量网络分析仪的测量分析能力极限。


以下图表是系统误差模型和典型值。左图是端口1-2前向传输,右图是端口2-1反向传输;左侧端口1,右侧端口2;黄色矩形代表被测件DUT的双端口S参数;两侧灰色矩形,分别代表1、2端口的误差分量;网络分析仪的校准过程,就是测量求解各项误差,校准误差修正以后的网络分析仪剩余误差,是系统有效数据。

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各项系统数据含义

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方向性D

网络分析仪方向性体现定向耦合器的信号耦合分配的定向能力,是指去除损耗和耦合度之后的隔离度。


方向性(dB)=20lg(隔离度/(传输损耗·耦合度))

方向性体现网络分析仪反射测试范围,类似于反射测试本底噪声。

网络分析仪有效方向性数值越大,测量不确定度越小。
 

例如,网络分析仪校准后有效方向性指标40dB,DUT的回波损耗不超过40dB (S11 > -40dB) 才能准确测试,而且越接近40dB的测量不确定度越大。

源匹配SM

网络分析仪源匹配,是指信号输出端口的回波损耗,体现源端口匹配反射情况。数值越大,引入的测量不确定度越小。


负载匹配LM

网络分析仪负载匹配,是指信号接收端口的回波损耗,体现接收端口匹配反射情况。数值越大,引入的测量不确定度越小。


反射跟踪RT

网络分析仪反射频响,回波损耗频率响应。数值越小,引入的测量不确定度越小。


传输跟踪TT

网络分析仪传输频响,插入损耗频率响应。数值越小,引入的测量不确定度越小。


以上指标通常用空气线+负载和失配负载以及短路器,配合时域TDR测量功能进行测试和评价。


矢量网络分析仪校准多长时间有效

网络分析仪的厂家通常要求每次测量前必须校准。

在网络分析仪校准以后,有的测试项目是长时间连续测试过程,或者测试设置长期保持不变,甚至期间多次开关机,这种情况下,需要多次重复校准吗?


有些用户保存常用测试设置状态的校准数据,之后的测试直接调取保存的校准数据,不再重复校准,这样对吗?校准的“保质期”多长时间?


是否重复校准,取决于测试准确度要求

网络分析仪指标手册中给出测量不确定度,一般同时给出前提条件“校准后环境温度变化不超过1K”,也就是1℃以上的环境温度变化,精度就不保证了。


例如:指标手册中某状态不确定度0.2dB。

校准和测试之前都需要预热半小时以上;

如果用户测试准确度要求0.2dB,那么校准后出现1℃以上的环境温度变化,就需要重新校准;

如果用户测试准确度要求很低,例如不确定度>1dB,10℃以下的环境温度变化,测试电缆和连接器不改变的情况下,通常认为当天校准数据可用,甚至几天之内开机预热稳定后重复调用初始校准数据,都可以保证这个宽松的准确度要求;

如果DUT测试要求VSWR>1.5,损耗准确度<2dB,甚至无需校准。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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