为什么校准矢量网络分析仪很重要?

　　在之前的文章中，安泰测试为大家介绍了如何校准矢量网络分析仪的误差，今天小编再给大家介绍一下为什么校准是如此的重要：即使再好的测试设备也会存在瑕疵，从而导致测量结果不太理想。这些导致测量误差的缺陷中，有一些是随着时间和温度的变化而可重复和可预测的，并且可以消除，而另一些则是随机的，无法消除。

　　误差修正对测量结果的影响非常显著。下图中，如果没有误差修正，带通滤波器的测量结果显示出相当大的损耗和纹波。经双端口校准后的迹线消除了系统误差的影响而更加平滑，并且更准确的表示了被测件 (DUT) 的实际性能。

　　所有测量系统，包括那些使用矢量网络分析仪的系统，都可能受到三种测量误差的困扰：

　　• 系统性误差

　　• 随机误差

　　• 漂移误差

　　系统误差是由测试设备和测试设置的缺陷引起的。这些误差不随时间而变化，它们可以通过校准来表征，并在测量过程中以数学方法来消除。网络测量中遇到的系统误差与信号泄漏、信号反射和频率响应有关。有六种类型的系统误差：•与信号泄漏有关的方向性和串扰误差•与反射有关的源和负载阻抗失配•由测试接收机内的反射和传输跟踪引起的频率响应误差( 完整的两端口误差模型包括所有六个用于表示正向的误差和另外的六个反向误差，总共有十二个误差项。这就是为什么经常将两端口校准称为十二项误差修正)

　　随机误差随时间而随机变化。由于它们不可预测，因此无法通过校准将其移除。造成随机误差的主要因素包括仪器噪声(例如IF本底噪声)、开关可重复性和连接器可重复性等。使用网络分析仪时，通常可以通过提高源功率、减小IF带宽或使用多次扫描的迹线平均等方法来降低噪声误差。漂移误差是指经过校准的测试系统的性能发生的变化。这主要是由温度变化引起的，可以通过额外的校准来消除。漂移率决定了需要额外校准的频率。但是，通过构建环境温度稳定的测试环境，通常可以将漂移误差降至最低。虽然可以指定测试设备在0°C 至+55°C 的温度范围内运行，而更可控的温度范围(例如 +25°C ± 5°C)可以通过最大限度地减少漂移误差来提高测量精度，并减少或消除对定期重新校准的依赖。

　　【矢量网络分析仪多端口校准】

　　网络分析的早期，几乎所有测量都集中在2端口S参数上。随着矢量网络分析仪VNA功能的扩展，测试功分器、混频器、差分设备等能力的提升推动了4端口矢量网络分析仪VNA的发展，多端口测试的需求越来越多。

　　现在，很多元器件集成了多种功能于一体，其端口数量不断增加，复杂度也越来越高。像智能手机中多频段操作的射频前端模块 (FEM)、MIMO天线，以及用于射频连接器或电缆组件等高速数字应用的无源互连产品等。

　　作为完成准确、高效的多端口矢量网络分析仪VNA测试的前提，多端口校准是必要且极具挑战的。校准多端口VNA测试系统要比校准2端口或4端口VNA更耗时，也更复杂。对于N端口设备，有(N-1)*N/2 条可能的路径，每条路径都需要进行相应的2端口校准，些许的疏忽都会造成前功尽弃，因此需要格外注意。

　　【高低温对网络分析仪校准的挑战】

　　随着自动驾驶、商业航天的兴起，被测件会工作在极宽的温度范围内，这就要求在不同的温度条件下对其进行精准、高效的测试，以保证可以正常工作在各种极端环境之中。通常情况会利用热真空箱来模拟各种不同的温度环境，被测件置于热真空箱内，通过电缆与外部的矢量网络分析仪VNA相连进行测试。最大的挑战来自于测试线缆在不同温度环境下会热胀冷缩，从而导致其电性能会有很大变化，这就需要在不同的温度条件下重新进行校准，以保证测量的准确。这种传统的方法费时、费力、可重复性差。

　　Keysight CalPod组件就是在PNA和被测设备之间提供独特的连接和校准刷新，而无需断开连接即可完成不同环境温度条件下的各种测试，只需按一下按钮，即可进行一次校准并进行重复、快速、轻松的刷新，而无需重复冗长且耗时的校准序列，也无需花时间重新连接校准标准件，更不会因电缆移动或温度变化而导致测量不准确。

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