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1 在 外 场 执 行 精 密 测 量 校 准 的 技 巧 使 用 FieldFox 手 持 式 分 析 仪 应 用 指 南 这 篇 指 南 主 要 应 用 于 电 缆 天 线 和 矢 量 网 络 分 析, 探 讨 了 矢 量 网 络 分 析 仪 校 准 的 最 新 进 展, 对 比 了 使 用 不 同 方 法 对 各 种 射 频 与 微 波 器 件 ( 包 括 电 缆 滤 波 器 和 放 大 器 ) 进 行 校 准 后 的 测 量 结 果 FieldFox 手 持 式 分 析 仪 用 于 执 行 各 种 测 量, 还 能 在 外 场 执 行 精 密 的 测 量 与 分 析 随 时 随 地 进 行 精 确 测 量

2 简 介 射 频 与 微 波 系 统 及 元 器 件 的 安 装 故 障 诊 断 和 运 营 维 护, 要 求 在 不 同 的 室 内 室 外 的 环 境 和 条 件 下, 对 它 的 反 射 和 传 输 特 征 进 行 测 量 通 常 使 用 具 有 用 户 外 场 校 准 功 能 的 手 持 式 矢 量 网 络 分 析 仪 (VNA) 执 行 此 类 测 量 由 于 测 试 通 常 是 在 恶 劣 的 外 部 条 件 下 进 行, 例 如 高 海 拔 ( 例 如 野 外 塔 或 柱 的 安 装 ) 或 封 闭 空 间 ( 轮 船 飞 机 和 地 面 车 辆 ), 测 量 精 度 校 准 便 利 性 扫 描 速 度 和 分 析 仪 便 携 性 都 是 非 常 重 要 的 因 素 利 用 具 有 简 单 自 定 义 校 准 和 快 速 测 量 扫 描 功 能 的 VNA (FieldFox 手 持 式 分 析 仪 可 提 供 ), 即 可 轻 松 完 成 这 类 测 量 种 测 量 结 果 几 乎 没 有 差 别 然 而, QuickCal 的 校 准 过 程 相 当 简 单, 外 场 操 作 非 常 便 利 一 般 情 况 下, 每 种 测 试 配 置 都 要 求 在 FieldFox 和 被 测 器 件 之 间 使 用 适 配 器 和 测 试 电 缆, 因 而 有 必 要 了 解 FieldFox 每 种 校 准 类 型 的 应 用 与 限 制 本 应 用 指 南 将 会 探 讨 VNA 校 准 的 最 新 进 展, 对 比 使 用 不 同 方 法 对 各 种 射 频 与 微 波 器 件 ( 包 括 电 缆 滤 波 器 和 放 大 器 ) 进 行 校 准 后 的 测 量 结 果 使 用 VNA 时, 测 量 精 度 直 接 与 用 户 端 的 校 准 类 型 和 相 关 测 试 配 置 有 关 测 试 配 置 包 括 用 于 连 接 和 被 测 器 件 (DUT) 与 VNA 的 测 试 电 缆 和 适 配 器 FieldFox 的 校 准 类 型 包 括 内 置 校 准 CalReady ( 仪 器 启 用 时 即 可 使 用 ) 和 较 为 复 杂 的 自 定 义 校 准, 后 者 要 求 使 用 一 组 高 质 量 校 准 件 进 行 测 量 校 准 类 型 (cal type) 的 选 择 往 往 是 测 量 精 度 速 度 和 校 准 过 程 复 杂 度 的 一 种 权 衡 例 如, 图 1 是 使 用 FieldFox 两 种 不 同 的 校 准 类 型 对 一 小 段 同 轴 电 缆 进 行 插 入 损 耗 测 量 的 比 较 黄 色 轨 迹 表 示 使 用 QuickCal 进 行 电 缆 测 量, 蓝 色 轨 迹 表 示 使 用 了 传 统 的 全 双 端 口 机 械 校 准 全 双 端 口 校 准 过 程 要 求 用 户 对 各 个 高 质 量 校 准 件 建 立 七 次 连 接, 而 QuickCal 无 需 使 用 任 何 校 准 件 如 图 所 示, 两 图 1. 使 用 FieldFox 矢 量 网 络 分 析 仪 提 供 的 传 统 全 双 端 口 校 准 ( 蓝 色 ) 和 快 速 QuickCal ( 黄 色 ) 对 同 轴 电 缆 进 行 测 量 的 结 果 2

3 分 析 仪 硬 件 配 置 本 节 将 会 介 绍 分 别 用 于 测 量 单 端 口 和 双 端 口 设 备 的 不 同 FieldFox 硬 件 配 置 FieldFox 手 持 式 分 析 仪 分 为 矢 量 网 络 分 析 仪 (VNA) 电 缆 和 天 线 测 试 (CAT) 分 析 仪 频 谱 分 析 仪 组 合 分 析 仪 ( 集 VNA CAT 和 频 谱 分 析 仪 功 能 于 一 身 ) 几 个 系 列 FieldFox 是 一 款 专 为 外 场 测 量 做 好 准 备 的 精 密 型 仪 器, 符 合 美 国 军 方 MILPRF F Class 2 和 MIL-STD-810G,M ,P.1 等 标 准, 可 在 爆 炸 性 环 境 中 作 业 ( 通 过 典 型 测 试 ) Class 2 类 设 备 专 为 最 恶 劣 的 环 境 而 设 计, 包 括 未 受 保 护 和 不 受 控 制 的 环 境 条 件 作 为 VNA 使 用,FieldFox 能 够 测 量 复 杂 的 设 备 参 数, 如, 单 端 口 和 双 端 口 被 测 器 件 的 反 射 和 传 输 特 征 的 幅 度 和 相 位 复 杂 的 测 量 参 数 也 被 称 为 散 射 参 数 (S 参 数 ), 稍 后 再 进 行 讨 论 作 为 CAT 分 析 仪 使 用,FieldFox 可 以 测 量 被 测 器 件 的 反 射 和 传 输 特 征, 但 只 会 报 告 幅 度 特 征 VNA 和 CAT 模 式 均 包 含 创 新 的 QuickCal, 可 消 除 连 接 到 仪 器 上 的 任 何 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 效 应, 校 正 由 于 温 度 变 化 而 产 生 的 漂 移 误 差 作 为 频 谱 分 析 仪 使 用,FieldFox 是 一 款 高 性 能 接 收 机, 能 够 测 量 已 知 和 未 知 信 号 的 频 率 分 量 ( 受 到 干 扰 和 / 或 噪 声 的 影 响 ) FieldFox 频 谱 分 析 仪 不 仅 具 备 台 式 频 谱 分 析 仪 的 功 能, 还 提 供 独 特 的 InstAlign 特 性, 可 在 整 个 射 频 与 微 波 频 率 范 围 内 -10 C 至 +55 C 之 间 提 供 优 化 的 幅 度 精 度 本 应 用 指 南 将 继 续 重 点 介 绍 FieldFox 的 VNA 测 量 和 校 准 功 能,CAT 和 频 谱 分 析 仪 模 式 的 有 关 信 息 可 参 见 安 捷 伦 应 用 指 南 [1] 和 [2] 图 2. 当 使 用 带 有 (a) 传 输 / 反 射 (T/R) 硬 件 和 (b) 全 双 端 口 硬 件 的 分 析 仪 对 被 测 器 件 (DUT) 进 行 测 量 使, 网 络 分 析 仪 的 信 号 路 径 网 络 分 析 仪 硬 件 可 以 决 定 被 测 器 件 的 测 量 方 式 : 使 用 传 输 / 反 射 (T/ R) 硬 件 配 置 正 向 测 量, 或 使 用 全 双 端 口 配 置 正 向 和 反 向 测 量 图 2a 显 示 了 采 用 T/R 硬 件 配 置 的 FieldFox VNA 的 信 号 路 径 使 用 T/R 配 置 时, 测 试 信 号 从 分 析 仪 的 端 口 1 发 出, 并 且 仅 执 行 正 向 测 量, 作 为 输 入 端 至 被 测 器 件 的 反 射 信 号 或 通 过 被 测 器 件 的 传 输 信 号 在 该 配 置 中, 反 射 信 号 在 分 析 仪 的 端 口 1 测 量, 正 向 信 号 传 输 在 分 析 仪 的 端 口 2 测 量 使 用 T/R 配 置 时, 反 向 测 量 要 求 先 断 开 被 测 器 件, 调 转 方 向 并 重 新 连 接 相 比 之 下, 图 2b 显 示 了 采 用 全 双 端 口 硬 件 配 置 的 VNA 此 时, 被 测 器 件 参 数 可 正 向 和 反 向 测 量, 无 需 旋 转 分 析 仪 中 的 开 关 矩 阵 可 在 端 口 1 和 2 之 间 路 由 入 射 测 试 信 号 除 了 提 供 双 向 测 试 的 便 利 性 以 外, 全 双 端 口 配 置 能 够 对 测 试 系 统 的 大 部 分 系 统 误 差 进 行 表 征 和 消 除, 以 获 得 最 高 的 测 量 精 度 系 统 误 差 的 表 征 是 在 自 定 义 校 准 过 程 中 完 成, 全 双 端 口 校 准 是 最 精 确 的 VNA 校 准 之 一 本 应 用 指 南 将 会 讨 论 和 比 较 几 种 校 准 类 型, 包 括 全 双 端 口 校 准 增 强 响 应 校 准 响 应 ( 归 一 化 ) 校 准 ( 精 度 略 低, 操 作 十 分 简 单 ) 采 用 全 双 端 口 硬 件 的 FieldFox VNA 能 够 执 行 全 部 校 准 类 型 采 用 T/R 硬 件 的 FieldFox 仅 能 执 行 增 强 响 应 校 准 和 响 应 ( 归 一 化 ) 校 准 3

4 系 统 误 差 系 统 误 差 是 由 测 试 电 缆 适 配 器 分 析 仪 元 件 的 频 率 响 应 造 成 的, 泄 漏 路 径 通 常 是 在 分 析 仪 内 部, 被 测 器 件 和 分 析 仪 之 间 存 在 多 次 反 射 作 为 自 定 义 校 准 的 一 部 分, 系 统 误 差 可 通 过 测 量 进 行 表 征 和 消 除 有 些 自 定 义 校 准 仅 能 校 正 部 分 误 差, 由 此 导 致 被 测 器 件 的 测 量 精 度 下 降 图 3 对 比 了 采 用 全 双 端 口 校 准 ( 黄 色 ) 和 增 强 响 应 校 准 ( 蓝 色 ) 对 同 轴 电 缆 的 传 输 响 应 特 性 (S21) 进 行 校 准 全 双 端 口 校 准 能 够 对 测 试 系 统 中 的 大 部 分 系 统 误 差 进 行 校 正, 实 现 最 高 的 测 量 精 度 使 用 全 双 端 口 校 准 消 除 全 部 系 统 误 差, 要 求 在 校 准 和 被 测 器 件 测 量 过 程 中 进 行 正 向 和 反 向 扫 描 使 用 增 强 响 应 校 准 时, 校 准 和 被 测 器 件 测 量 仅 需 单 向 扫 描 ( 正 向 或 反 向 ), 测 量 速 度 更 快 增 强 响 应 校 准 无 法 校 正 所 有 的 系 统 误 差, 因 而 精 度 逊 于 全 双 端 口 校 准 如 图 3 所 示, 使 用 增 强 响 应 校 准 会 遗 漏 部 分 系 统 误 差, 测 量 频 率 范 围 会 出 现 纹 波 图 3 中 的 两 种 测 量 均 采 用 FieldFox 分 析 仪 的 创 新 型 CalReady 校 准 CalReady 是 内 置 校 准, 无 需 用 户 手 动 校 准 本 应 用 指 南 将 会 讨 论 CalReady 及 其 它 FieldFox VNA 校 准 类 型, 在 精 度 速 度 和 校 准 复 杂 程 度 之 间 权 衡 系 统 误 差 和 VNA 基 础 校 准 理 论 可 参 见 安 捷 伦 应 用 指 南 网 络 分 析 仪 基 础 知 识 [3] 图 3. 使 用 FieldFox CalReady 双 端 口 校 准 和 CalReady 增 强 响 应 校 准 对 同 轴 电 缆 进 行 测 量 的 结 果 比 较 4

5 S 参 数 测 量 和 显 示 格 式 如 前 所 示,VNA 能 够 测 量 和 显 示 被 测 器 件 的 反 射 和 传 输 属 性, 也 称 为 分 布 参 数 (S 参 数 ) S 参 数 是 被 测 信 号 与 入 射 信 号 的 简 单 比 值 FieldFox VNA 内 含 所 有 用 于 测 量 和 计 算 信 号 比 值 的 适 用 硬 件, 操 作 人 员 只 需 熟 悉 S 参 数 定 义 以 及 参 数 与 特 定 器 件 技 术 指 标 的 关 系 即 可 图 4 显 示 了 双 端 口 被 测 器 件 的 S 参 数 定 义 单 端 口 器 件 只 有 一 个 S 参 数, 而 双 端 口 器 件 有 四 个 S 参 数 用 户 可 以 决 定 哪 个 被 测 器 件 端 口 是 端 口 1 或 2, 通 常 也 要 考 虑 被 测 器 件 的 既 定 操 作 例 如, 放 大 器 的 输 入 端 可 定 义 为 端 口 1, 输 出 端 定 义 为 端 口 2 由 此, 放 大 器 的 正 向 传 输 参 数 就 是 从 端 口 1 向 端 口 2 转 化 的 增 益 在 图 4 中, S11 参 数 定 义 为 被 测 器 件 端 口 1 的 反 射 系 数 S22 参 数 定 义 为 被 测 器 件 端 口 2 的 反 射 系 数 S21 是 从 端 口 1 至 端 口 2 的 正 向 传 输 参 数,S12 是 反 向 传 输 参 数 连 接 测 量 全 部 4 个 S 参 数 S11 和 S22 反 射 参 数 在 5 至 18 GHz 频 率 范 围 内 的 响 应 略 有 不 同 双 向 器 件 ( 例 如 无 源 滤 波 器 ) 的 S21 和 S12 具 有 同 等 响 应 在 图 5 的 测 量 中, 使 用 最 精 确 的 全 双 端 口 校 准 对 FieldFox 进 行 校 准 4 个 S 参 数 测 量 结 果 均 采 用 典 型 图 4. 被 测 双 端 口 器 件 (DUT) 的 S 参 数 定 义 的 LogMag 格 式 显 示,Y 轴 是 分 贝 (db) 使 用 VNA 测 得 的 S 参 数 是 复 值, 可 转 换 为 多 种 显 示 格 式, 其 中 包 括 线 性 幅 度 VSWR 史 密 斯 图 极 性 相 位 群 时 延 实 部 和 虚 部 FieldFox 能 够 管 理 所 有 必 要 的 计 算 结 果 并 恰 当 地 显 示 指 定 格 式 对 于 大 多 数 无 源 器 件 ( 同 轴 电 缆 滤 波 器 波 导 元 件 耦 合 器 和 功 分 器 等 ), 正 向 传 输 参 数 S21 等 同 于 反 向 传 输 参 数 S12, 即,S21 = S12 这 类 被 测 器 件 被 称 为 双 向 放 大 器 循 环 器 以 及 大 部 分 有 源 器 件 ( 包 括 半 导 体 和 铁 氧 体 ) 都 是 单 向 单 向 器 件 的 正 向 传 输 ( 例 如 放 大 器 增 益 ) 不 等 同 于 反 向 传 输 ( 例 如 放 大 器 的 反 向 隔 离 ), 即, S21 S12 在 选 择 增 强 响 应 校 准 时 本 应 用 指 南 稍 后 介 绍 了 解 器 件 属 于 双 向 还 是 单 向 十 分 重 要 对 于 全 部 的 器 件 类 型, 正 向 反 射 系 数 S11 和 反 向 反 射 系 数 S22 一 般 不 相 等 图 5 显 示 了 FieldFox VNA 采 用 全 双 端 口 配 置 对 13-GHz 带 通 滤 波 器 的 4 个 S 参 数 进 行 测 量 如 前 所 述, 全 双 端 口 配 置 允 许 通 过 分 析 仪 的 单 次 图 GHz 带 通 滤 波 器 的 S 参 数 5

6 S 参 数 测 量 和 显 示 格 式 S 参 数 是 相 对 测 量, 理 论 上 与 功 率 电 平 无 关 例 如 在 测 量 一 条 理 想 的 短 路 传 输 线 的 S11 参 数 时, 反 射 信 号 与 入 射 信 号 的 比 值 具 有 1 或 0 db 的 线 性 幅 度 (=20LOG ( S11 ) ) 入 射 信 号 的 功 率 为 1 皮 瓦 或 100 W 时, 短 路 线 的 S11 测 量 值 是 相 同 的 这 一 点 适 用 于 无 源 器 件 的 S 参 数 测 量 在 放 大 器 测 量 中, 如 果 放 大 器 开 始 进 入 饱 和 状 态, 那 么 S 参 数 取 决 于 入 射 功 率 在 本 应 用 指 南 中, 假 设 放 大 器 是 在 小 信 号 或 非 饱 和 模 式 中 工 作, 增 益 在 一 定 的 入 射 功 率 范 围 内 保 持 不 变 在 测 量 放 大 器 和 其 它 对 输 入 功 率 电 平 敏 感 的 器 件 时,FieldFox 测 试 端 口 功 率 经 过 调 整 后 可 以 优 化 测 量 精 度, 避 免 有 源 器 件 和 分 析 仪 中 出 现 过 载 FieldFox VNA 的 入 射 功 率 ( 测 试 端 口 ) 电 平 有 三 种 模 式 高 输 出 功 率 低 输 出 功 率 和 手 动 设 置 功 率 FieldFox 的 默 认 设 置 是 高 输 出 功 率, 它 将 实 现 最 高 的 测 量 精 度 和 动 态 范 围, 而 低 功 率 或 手 动 设 置 适 用 于 测 量 高 增 益 放 大 器 或 任 何 对 驱 动 功 率 敏 感 的 器 件 图 6 显 示 了 测 试 端 口 功 率 与 显 示 动 态 范 围 的 关 系 该 图 对 比 了 使 用 高 输 出 功 率 设 置 ( 黄 色 轨 迹 ) 和 低 输 出 功 率 设 置 ( 蓝 色 轨 迹 ) 对 13-GHz 带 通 滤 波 器 的 S21 进 行 测 量 在 滤 波 器 的 中 心 通 带 内,S21 图 6. 采 用 FieldFox 高 输 出 功 率 设 置 ( 黄 色 ) 和 低 输 出 功 率 设 置 ( 蓝 色 ) 对 13-GHz 带 通 滤 波 器 响 应 进 行 测 量 的 比 较 测 量 是 相 同 的, 但 在 使 用 低 功 率 设 置 时, 噪 声 明 显 高 于 阻 带 FieldFox 接 收 端 的 低 信 噪 比 会 导 致 本 底 噪 声 增 加, 滤 波 器 降 低 了 阻 带 的 信 号 电 平 在 低 SNR 条 件 下,FieldFox 的 中 频 带 宽 可 以 降 低, 以 改 进 分 析 仪 的 本 底 噪 声 中 频 带 宽 在 10 Hz 至 100 khz 之 间 调 节 高 输 出 功 率 设 置 可 实 现 最 高 的 动 态 范 围 和 精 度, 以 及 最 低 的 中 频 带 宽 设 置 值 测 试 端 口 功 率 和 中 频 带 宽 的 优 化, 请 参 见 FieldFox 用 户 指 南 S 参 数 和 网 络 分 析 仪 理 论 的 其 它 信 息, 请 参 见 以 下 安 捷 伦 参 考 资 料 [3] 6

7 FieldFox 测 试 端 口 的 校 准 FieldFox 提 供 自 定 义 校 准, 消 除 了 位 于 VNA 和 被 测 器 件 之 间 的 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 效 应 如 前 所 示, 自 定 义 校 准 也 能 校 正 VNA 中 的 系 统 误 差 操 作 人 员 定 期 执 行 此 类 自 定 义 校 准, 与 常 规 性 年 度 仪 器 校 准 无 关 仪 器 年 度 校 准 是 一 种 可 追 溯 的 过 程, 通 常 是 由 安 捷 伦 等 经 过 认 证 的 测 试 实 验 室 执 行, 确 认 该 仪 器 操 作 符 合 规 定 的 技 术 指 标 仪 器 年 度 校 准 通 过 NIST NPL 或 BIPM 等 国 家 计 量 院 追 溯 至 国 际 单 位 制 (SI) 借 助 可 完 全 追 溯 到 某 标 准 的 仪 器 校 准, FieldFox 能 够 在 测 试 端 口 上 执 行 极 其 精 确 的 测 量 实 际 上, 不 同 的 测 试 要 求 可 能 导 致 各 种 测 试 电 缆 和 适 配 器 与 FieldFox 连 接 一 般 来 说, 测 量 最 好 不 要 涉 及 电 缆 和 适 配 器 的 效 应 在 这 种 情 况 下,FieldFox 支 持 ( 使 用 或 不 使 用 校 准 套 件 ) 自 定 义 校 准, 以 便 在 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 远 端 建 立 校 准 面 熟 悉 VNA 的 操 作 人 员 对 上 述 自 定 义 校 准 类 型 较 为 了 解 下 面 章 节 将 会 回 顾 FieldFox 的 不 同 校 准 类 型 CalReady FieldFox 的 最 简 单 校 准 是 CalReady CalReady 校 准 无 需 任 何 用 户 操 作, 在 仪 器 接 通 电 源 或 重 置 时 即 可 执 行 工 厂 在 FieldFox 的 完 整 频 率 范 围 内 执 行 内 置 校 准, 并 对 其 测 试 端 口 进 行 内 置 校 准, 如 图 7a 所 示 当 被 测 器 件 直 接 与 FieldFox 的 测 试 端 口 连 接 时,CalReady 具 有 最 高 的 测 量 精 度 如 图 7b 所 示, 当 同 轴 电 缆 在 FieldFox 的 端 口 1 和 2 之 间 直 接 连 接 时,CalReady 非 常 适 合 测 量 电 缆 的 性 能 值 得 注 意 的 是 : FieldFox 测 试 端 口 均 配 备 N 型 阴 头 连 接 器 或 3.5 mm 阳 头 连 接 器 ( 用 于 26.5 GHz 微 波 型 号 ), 因 此, 电 缆 和 FieldFox 之 间 连 接 的 任 意 适 配 器 的 电 气 特 征 也 是 测 量 的 一 部 分 图 7c 显 示 了 双 端 口 被 测 器 件 的 典 型 测 试 配 置, 它 要 求 使 用 一 条 短 的 测 试 电 缆 和 两 个 适 配 器, 以 连 接 FieldFox 由 于 校 准 面 位 于 FieldFox 的 测 试 端 口 上, 测 试 电 缆 和 适 配 器 可 作 为 S 参 数 测 量 的 一 部 分 其 它 的 校 准 类 型 (QuickCal 和 机 械 校 准 ) 能 够 消 除 测 试 元 件 的 效 应 本 应 用 指 南 将 会 稍 后 介 绍 几 种 自 定 义 校 准 都 能 精 确 地 测 量 元 器 件 和 系 统 的 S 参 数 前 文 主 要 介 绍 了 CalReady QuickCal 和 机 械 校 准 机 械 校 准 是 传 统 的 VNA 校 准 方 法, 需 要 使 用 高 质 量 的 校 准 套 件 创 新 的 CalReady 和 QuickCal 不 需 要 这 种 套 件 对 于 所 有 的 校 准 类 型, 任 意 额 外 的 测 试 电 缆 和 适 配 器 都 应 该 相 位 稳 定 质 量 可 靠, 且 能 保 持 很 好 的 工 作 状 态, 以 便 提 高 测 量 数 据 的 精 度 和 可 重 复 性 图 7. FieldFox CalReady 的 校 准 和 测 试 配 置 7

8 FieldFox 测 试 端 口 的 校 准 CalReady CalReady 可 配 置 为 全 双 端 口 校 准 或 增 强 响 应 校 准 如 图 3 所 示, CalReady 和 其 它 全 双 端 口 校 准 通 过 正 向 和 反 向 测 量 被 测 器 件, 移 除 S 参 数 中 的 所 有 系 统 误 差, 即 可 实 现 最 高 的 测 量 精 度 采 用 增 强 响 应 校 准 的 CalReady 仅 要 求 单 次 测 量 扫 描 ( 正 向 或 反 向 ), 从 而 改 进 整 体 测 量 时 间 ( 与 全 双 端 口 校 准 相 比 ) 增 强 响 应 校 准 的 缺 点 是 精 度 较 低, 只 有 一 部 分 系 统 误 差 经 过 了 校 正 当 FieldFox 接 通 电 源 或 预 置 时, 默 认 是 增 强 响 应 校 准 类 型 意 的 是 : 如 果 单 向 的 被 测 器 件 ( 放 大 器 ) 采 用 双 向 定 义, 那 么 测 量 结 果 可 能 不 正 确 相 比 之 下, 为 双 向 被 测 器 件 选 择 单 向 定 义 能 够 生 成 正 确 的 测 量 结 果, 只 是 精 度 略 低 ( 如 图 8 所 示 ) 如 有 疑 问, 可 将 默 认 设 置 设 为 单 向, 测 量 结 果 会 十 分 可 靠 总 之,CalReady 增 强 响 应 和 CalReady 全 双 端 口 的 校 准 术 语 会 在 工 厂 中 进 行 表 征, 并 保 存 到 FieldFox 的 内 部 单 向 和 双 向 定 义 都 属 于 数 学 方 法, 用 于 处 理 仪 器 中 的 系 统 误 差 校 正 过 程 表 1 对 比 了 增 强 响 应 校 准 和 全 双 端 口 校 准 的 相 对 精 度 和 测 量 时 间 本 表 格 适 用 于 采 用 增 强 响 应 和 全 双 端 口 校 准 的 CalReady 及 其 它 机 械 校 准 类 型 在 特 定 环 境 中, 当 被 测 器 件 是 双 向 器 件, 且 FieldFox 配 置 为 双 向 增 强 响 应 校 准 类 型 时, 可 以 提 高 增 强 响 应 校 准 的 测 量 精 度 如 前 所 述, 双 向 被 测 器 件 的 正 向 和 反 向 传 输 参 数 是 相 等 的 ( 即,S21 = S12) 这 一 点 适 用 于 所 有 的 无 源 器 件, 例 如 电 缆 适 配 器 耦 合 器 和 滤 波 器 等 图 8 对 比 了 采 用 增 强 响 应 校 准 和 全 双 端 口 校 准 的 CalReady 的 测 量 结 果 被 测 器 件 是 一 条 短 的 同 轴 电 缆, 直 接 连 接 至 FieldFox 测 试 端 口, 测 量 参 数 为 S11 上 方 的 黄 色 轨 迹 显 示 了 使 用 增 强 响 应 校 准 时 的 响 应, 被 测 器 件 是 单 向 的 下 方 的 黄 色 轨 迹 显 示 了 使 用 增 强 响 应 校 准 时 的 测 量 结 果, 被 测 器 件 是 双 向 的 下 方 的 蓝 色 轨 迹 显 示 了 使 用 全 双 端 口 校 准 时 的 测 量 结 果 从 图 中 可 以 看 出, 采 用 双 向 定 义 的 增 强 响 应 校 准 与 全 双 端 口 校 准 几 乎 等 同 采 用 单 向 定 义 的 增 强 响 应 并 非 如 此 精 确 值 得 注 图 8. 使 用 全 双 端 口 校 准 和 增 强 响 应 校 准 对 同 轴 电 缆 进 行 测 量 的 结 果 比 较 ( 被 测 器 件 采 用 双 向 和 单 向 定 义 ) 表 1: CalReady 增 强 响 应 校 准 和 CalReady 全 双 端 口 校 准 的 相 对 精 度 和 测 量 时 间 比 较 CalReady 校 准 类 型 精 度 测 量 时 间 增 强 响 应 单 向 好 最 佳 增 强 响 应 双 向 ( 要 求 被 测 器 件 的 S21=S12) 更 好 全 双 端 口 最 佳 好 最 佳 8

9 FieldFox 测 试 端 口 的 校 准 QuickCal 测 试 配 置 一 般 要 求 使 用 额 外 的 测 试 电 缆 和 适 配 器, 将 VNA 连 接 到 被 测 器 件, 类 似 于 图 7c 中 的 配 置 为 了 移 除 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 效 应,FieldFox 必 须 接 受 自 定 义 校 准, 在 远 离 VNA 的 位 置 建 立 校 准 面, 且 与 被 测 器 件 连 接 自 定 义 校 准 通 常 需 要 使 用 一 套 包 含 高 品 质 同 轴 或 波 导 标 准 件 的 校 准 套 件, VNA 在 校 准 过 程 中 对 其 进 行 测 量 FieldFox 提 供 创 新 的 自 定 义 校 准 技 术 QuickCal, 无 需 使 用 校 准 套 件 QuickCal 引 用 内 置 CalReady 校 准 术 语, 提 供 精 确 的 S 参 数 测 量, 以 消 除 测 试 电 缆 和 适 配 器 ( 连 接 到 FieldFox 测 试 端 口 ) 产 生 的 系 统 误 差 QuickCal 还 能 校 正 由 于 仪 器 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 温 度 变 化 而 产 生 的 漂 移 误 差 测 量 有 可 能 在 室 内 或 室 外 进 行, 环 境 也 随 之 快 速 变 化 因 而, 温 度 变 化 校 正 在 外 场 操 作 中 非 常 重 要 QuickCal 不 支 持 ( 仪 器 测 试 端 口 和 校 准 面 之 间 ) 信 号 路 径 中 的 衰 减 器 和 单 向 器 件 不 需 要 使 用 适 配 器 适 配 器 不 一 定 属 于 校 准 的 一 部 分, 有 时 候 也 可 作 为 被 测 器 件 有 关 未 知 直 通 的 更 多 要 求, 请 参 见 本 应 用 指 南 的 下 一 章 节 值 得 注 意 的 是 : 测 试 电 缆 和 适 配 器 必 须 保 持 高 度 的 相 位 稳 定 性, 否 则 校 准 就 会 不 精 确 和 / 或 不 稳 定 一 旦 QuickCal 的 两 个 步 骤 结 束, 被 测 器 件 测 量 不 包 括 测 试 电 缆 和 适 配 器 的 效 应 图 9b 是 双 端 口 被 测 器 件 测 试 的 典 型 连 接 图 校 准 面 现 在 向 被 测 器 件 平 面 移 动, 测 试 电 缆 和 适 配 器 离 开 S 参 数 测 量 应 当 注 意 的 是 : 如 果 被 测 器 件 的 S11 或 S22 低 于 -15 db, 通 过 测 量 可 选 的 LOAD 标 准, 可 以 改 善 被 测 器 件 的 测 量 精 度 理 想 情 况 下,LOAD 标 准 与 被 测 器 件 采 用 相 同 的 连 接 器 类 型, 不 是 校 准 套 件 LOAD 具 有 合 理 的 回 波 损 耗, 可 以 改 进 测 量 精 度 QuickCal 分 为 简 单 的 两 步, 需 要 分 别 对 开 放 式 测 试 电 缆 或 适 配 器 以 及 THRU 连 接 进 行 测 量 扫 描 它 适 用 于 双 端 口 测 量 单 端 口 测 量 仅 需 进 行 开 放 式 扫 描 QuickCal 不 必 使 用 任 何 的 校 准 件 图 9a 显 示 了 在 FieldFox 中 执 行 两 步 骤 的 QuickCal 如 图 所 示, 第 一 步 是 打 开 适 配 器 和 / 或 测 试 电 缆 无 需 使 用 机 械 校 准 中 的 OPEN 校 准 件 第 二 步 是 直 接 连 接 两 个 测 试 端 口,THRU 连 接 可 能 需 要 也 可 能 图 9. 测 试 配 置 适 用 于 (a) QuickCal 对 FieldFox VNA 和 相 关 测 试 电 缆 和 适 配 器 进 行 快 速 校 准, (b) 在 QuickCal 校 准 面 上 进 行 测 量 时 所 需 的 被 测 器 件 连 接 9

10 FieldFox 测 试 端 口 的 校 准 QuickCal 使 用 单 端 口 和 双 端 口 被 测 器 件 进 行 QuickCal 校 准 单 端 口 被 测 器 件 要 求 校 准 和 测 量 S11 或 S22 对 于 单 端 口 器 件,QuickCal 只 需 执 行 开 放 式 测 量 扫 描, 可 选 的 LOAD 实 现 更 高 的 精 度 对 于 双 端 口 被 测 器 件, QuickCal 遵 循 先 前 提 到 的 步 骤, 但 可 作 为 全 双 端 口 校 准 和 增 强 响 应 校 准 推 荐 使 用 精 度 更 高 的 全 双 端 口 校 准, 但 当 测 量 速 度 为 优 先 时, 选 择 增 强 响 应 校 准 增 强 响 应 校 准 仅 需 执 行 正 向 或 反 向 测 量 全 双 端 口 校 准 要 求 执 行 正 向 和 反 向 测 量, 因 而, 测 量 扫 描 时 间 略 长 连 接 器 的 可 插 入 器 件 的 校 准 和 测 试 配 置 图 11a 显 示 了 在 使 用 FieldFox VNA 和 采 用 N 型 连 接 器 ( 属 性 相 反 ) 的 单 个 测 试 电 缆 时, 校 准 面 的 位 置 校 准 面 所 处 的 位 置 是 QuickCal 需 要 开 放 式 连 接 器 的 位 置 选 择 机 械 校 准 时, 校 准 面 所 处 的 位 置 是 校 准 套 件 标 准 件 连 接 的 位 置, 通 常 与 QuickCal 的 相 同 对 于 任 意 一 种 校 准,THRU 连 接 无 需 使 用 适 配 器, 校 准 面 是 在 被 测 器 件 端 口 上 建 立 图 11b 显 示 了 可 插 入 被 测 器 件 与 FieldFox 测 试 设 置 的 连 接 在 FieldFox 分 析 仪 中,QSOLT 是 用 于 可 插 入 器 件 的 双 端 口 校 准 算 法 它 仅 需 要 4 次 连 接 ( 单 端 口 校 准 和 直 通 测 量 ), 精 度 非 常 高 图 10 对 比 了 使 用 CalReady 和 QuickCal 校 准 的 带 通 滤 波 器 的 S21 测 量 两 种 校 准 均 采 用 全 双 端 口 校 准 类 型 由 于 采 用 CalReady 的 滤 波 器 测 量 中 包 括 测 试 电 缆 的 插 入 损 耗, S21 的 数 值 偏 低 ( 类 似 于 图 7c 的 配 置 ) 在 本 例 中, 测 试 电 缆 的 损 耗 会 导 致 滤 波 器 具 有 更 高 的 插 入 损 耗 由 于 采 用 QuickCal 的 滤 波 器 测 量 消 除 了 测 试 电 缆 的 插 入 损 耗, 因 而 能 够 执 行 适 当 的 插 入 损 耗 测 量 ( 类 似 于 图 9b 的 配 置 ) 可 插 入 器 件 的 校 准 双 端 口 被 测 器 件 可 以 归 类 为 可 插 入 器 件 或 不 可 插 入 器 件 可 插 入 器 件 使 用 同 类 型 的 连 接 器, 只 是 连 接 器 的 属 性 不 同, 例 如, 被 测 器 件 端 口 1 上 的 N 型 阳 头 连 接 器 和 端 口 2 上 的 N 型 阴 头 连 接 器 在 本 例 中,FieldFox 及 其 测 试 电 缆 在 测 量 端 口 上 使 用 属 性 相 反 的 连 接 器, 从 而 直 接 将 被 测 器 件 连 接 到 FieldFox, 无 需 任 何 适 配 器 该 配 置 还 允 许 在 THRU 中 直 接 连 接 FieldFox 测 试 端 口 图 11 显 示 了 采 用 N 型 图 10. 使 用 CalReady 和 QuickCal 校 准 的 带 通 滤 波 器 的 S21 测 量 比 较 图 11. 可 插 入 器 件 的 (a) 校 准 和 (b) 测 量 配 置 10

11 FieldFox 测 试 端 口 的 校 准 使 用 未 知 直 通 技 术 校 准 不 可 插 入 器 件 不 可 插 入 器 件 采 用 属 性 相 同 或 不 同 的 连 接 器 类 型, 例 如 在 一 个 端 口 上 使 用 同 轴 连 接 器, 在 另 一 个 端 口 上 使 用 波 导 连 接 器 (QuickCal 不 支 持 波 导 连 接 器 ) 提 供 最 高 的 测 量 精 度 在 本 例 中, 配 有 选 件 012 X 频 段 同 轴 波 导 适 配 器 的 Agilent X281C ( 如 图 所 示 ) 是 在 7 至 13.8 GHz 频 率 范 围 内 接 受 测 量 使 用 N 型 和 波 导 机 械 校 准 件 来 实 施 全 双 端 口 校 准 在 校 准 过 程 中, 被 测 器 件 作 为 未 知 直 通 插 入 FieldFox 支 持 X 频 段 P 频 段 和 K 频 段 校 准 套 件 有 关 波 导 频 段 和 镶 条 的 更 多 信 息, 请 参 见 参 考 资 料 [4] 使 用 全 双 端 口 校 准 时, 不 可 插 入 器 件 在 THRU 步 骤 中 需 要 使 用 适 配 器 理 想 情 况 下, 适 配 器 采 用 与 被 测 器 件 相 同 的 连 接 器 和 属 性 传 统 上, 使 用 VNA 测 量 不 可 插 入 器 件 时, 全 双 端 口 校 准 中 的 THRU 适 配 器 的 电 延 迟 必 须 精 确 定 义, 或 者 采 用 包 含 多 个 校 准 的 复 杂 校 准 流 程 [3] FieldFox VNA 提 供 未 知 直 通 校 准 技 术 以 及 任 何 用 于 连 接 测 试 端 口 的 电 缆 或 适 配 器 未 知 直 通 适 用 于 QuickCal 和 全 双 端 口 校 准 未 知 直 通 适 用 于 任 何 与 被 测 器 件 具 有 相 同 连 接 器 配 置 的 器 件 它 的 电 气 长 度 较 长, 接 近 于 同 轴 电 缆 的 长 度 如 果 频 率 范 围 内 的 插 入 损 耗 低 于 40 db, 且 被 测 器 件 是 双 向 器 件, 未 知 直 通 可 作 为 被 测 器 件 使 用 图 12a 显 示 了 在 使 用 未 知 直 通 时,FieldFox VNA 的 校 准 配 置 在 本 例 中, 适 配 器 的 两 个 端 口 上 都 采 用 N 型 阴 头 连 接 器, 以 便 匹 配 不 可 插 入 被 测 器 件 的 连 接 器 FieldFox 提 供 N 型 阴 头 连 接 器, 因 而 在 本 例 中, 测 试 电 缆 和 适 配 器 必 须 将 FieldFox 测 试 端 口 转 换 为 N 型 阳 头 连 接 器 如 图 所 示, 校 准 面 位 于 N 型 阳 头 连 接 器 的 两 端, 通 过 QuickCal 的 开 路 端 或 是 机 械 校 准 的 校 准 套 件 标 准 件 一 旦 未 知 直 通 校 准 结 束, 即 可 精 确 地 测 量 不 可 插 入 被 测 器 件, 不 必 考 虑 THRU 适 配 器 的 影 响 图 13 显 示 了 波 导 至 同 轴 适 配 器 的 VSWR 测 量 如 果 不 可 插 入 被 测 器 件 使 用 不 同 的 连 接 器 类 型, 采 用 未 知 直 通 技 术 的 全 双 端 口 校 准 将 图 12. 使 用 未 知 直 通 技 术 对 分 析 仪 进 行 校 准 测 量 不 可 插 入 器 件 时 的 测 试 配 置 图 13. 使 用 未 知 直 通 技 术 对 X 频 段 同 轴 波 导 适 配 器 的 VSWR 进 行 测 量 11

12 机 械 校 准 在 FieldFox 上 实 施 校 准 时, CalReady 和 QuickCal 的 主 要 优 势 是 无 需 校 准 套 件, 从 而 使 仪 器 外 场 校 准 变 得 相 当 简 单 和 快 速 如 需 最 高 的 测 量 精 度, 推 荐 选 择 传 统 的 机 械 校 准 使 用 在 高 质 量 校 准 套 件 中 的 离 散 校 准 件 进 行 机 械 校 准 校 准 套 件 标 准 件 具 有 定 义 明 确 的 特 征, 标 准 件 的 测 量 允 许 VNA 从 数 学 角 度 上 确 定 测 试 系 统 中 ( 分 析 仪 测 试 电 缆 和 适 配 器 ) 的 系 统 误 差 校 准 套 件 适 用 于 安 捷 伦 连 接 器 系 列, 包 括 N 型 (50 Ω 和 75 Ω) 7/ mm F 型 7 mm TNC, 以 及 几 个 波 导 套 件 ( 包 括 X 频 段 P 频 段 和 K 频 段 ) 全 双 端 口 校 准 全 双 端 口 校 准 是 最 全 面 的 机 械 校 准 图 14a 显 示 了 使 用 传 统 的 全 双 端 口 校 准 对 FieldFox 进 行 校 准 的 步 骤, 每 个 测 试 端 口 都 要 连 接 开 路 短 路 和 负 载 标 准 件 如 图 所 示, 全 双 端 口 校 准 的 第 一 步 是 建 立 6 个 连 接, 每 个 测 试 端 口 上 是 3 个 连 接 对 每 个 标 准 件 执 行 单 次 正 向 或 反 向 扫 描 第 二 步 是 THRU, 此 时, 两 个 测 试 端 口 连 接 在 一 起 对 THRU 执 行 正 向 和 反 向 扫 描 在 建 立 了 7 个 连 接 之 后, 校 准 完 成, 校 准 面 设 在 测 试 端 口 的 末 端 图 14b 是 连 接 至 两 个 测 试 端 口 上 的 被 测 器 件 的 测 量 配 置 FieldFox 提 供 两 种 创 新 的 技 术, 以 提 高 机 械 全 双 端 口 校 准 的 精 度 和 校 准 速 度 第 一 项 技 术 在 前 文 中 早 已 提 到, 即, 在 机 械 校 准 过 程 中 使 用 未 知 直 通 技 术 如 前 所 述, 未 知 直 通 技 术 显 著 降 低 了 不 可 插 入 被 测 器 件 的 校 准 复 杂 程 度 第 二 项 技 术 是 全 双 端 口 QSOLT QSOLT 既 能 维 持 高 精 度, 也 能 更 快 速 地 执 行 全 双 端 口 校 准 QSOLT 无 需 在 测 试 端 口 2 上 测 量 O/S/L 标 准, 因 而 缩 减 了 校 准 套 件 标 准 件 的 测 量 步 骤 QSOLT 的 唯 一 要 求 是 测 试 端 口 电 缆 必 须 相 互 匹 配 ( 不 必 使 用 适 配 器 ), 或 是 说, 被 测 器 件 必 须 可 以 插 入 校 准 套 件 中 的 标 准 件 一 般 包 括 开 路 短 路 和 负 载 (O S L) O S L 的 定 义 对 于 每 个 连 接 器 和 属 性 都 是 唯 一 的 定 义 内 置 于 FieldFox 中, 在 引 导 式 校 准 过 程 中, 针 对 每 个 测 试 端 口 选 择 连 接 器 的 类 型 和 属 性 根 据 所 选 的 S 参 数 和 被 测 器 件 连 接 器 配 置,FieldFox 推 荐 使 用 一 种 专 为 速 度 和 精 度 而 优 化 的 校 准 类 型 用 户 根 据 自 身 对 于 精 度 和 测 量 时 间 的 偏 好, 可 以 更 改 校 准 类 型 表 2 列 出 了 FieldFox 的 机 械 校 准 类 型 它 总 结 了 每 种 类 型 的 相 对 精 度 和 校 准 速 度 有 的 测 量 仅 需 正 向 或 反 向 扫 描 ( 例 如 增 强 响 应 和 归 一 化 ), 而 有 的 测 量 则 要 求 正 向 和 反 向 扫 描 ( 例 如 全 双 端 口 和 QSOLT), 因 而 测 量 速 度 也 与 校 准 速 度 有 关 表 2: 使 用 FieldFox VNA 的 机 械 校 准 时 的 相 对 精 度 和 校 准 时 间 比 较 校 准 类 型 精 度 校 准 速 度 全 双 端 口 最 佳 差 QSOLT 全 双 端 口 最 佳 更 好 增 强 响 应 好 最 佳 响 应 ( 归 一 化 ) 差 最 佳 单 端 口 ( 仅 限 单 端 口 被 测 器 件 ) 最 佳 更 好 图 14. 测 试 配 置, 适 合 (a) 要 求 使 用 开 路 短 路 和 负 载 (O S L) 校 准 件 件 的 全 双 端 口 校 准 和 (b) 在 校 准 面 上 进 行 测 量 时 所 需 的 被 测 器 件 连 接 12

13 机 械 校 准 全 双 端 口 校 准 图 15a 显 示 了 使 用 全 双 端 口 QSOLT 校 准 对 FieldFox 进 行 校 准 时 的 步 骤 如 图 所 示, 第 一 步 是 将 开 路 短 路 和 负 载 标 准 件 连 接 至 测 试 端 口 1 对 每 个 标 准 件 执 行 单 次 扫 描 第 二 步 是 THRU, 此 时, 两 个 测 试 端 口 连 接 在 一 起 ; 无 需 使 用 适 配 器 对 THRU 执 行 正 向 和 反 向 扫 描 测 试 端 口 2 的 校 准 面 是 在 THRU 完 成 测 量 后 建 立 上 述 步 骤 完 成 后, 校 准 也 已 完 成, 校 准 面 设 在 测 试 端 口 的 末 端, 测 量 精 度 与 传 统 的 全 双 端 口 校 准 类 似 图 15b 是 连 接 至 两 个 测 试 端 口 上 的 被 测 器 件 的 测 量 配 置 被 测 器 件 的 测 量 要 求 正 向 和 反 向 扫 描, 以 便 彻 底 消 除 所 有 与 S 参 数 有 关 的 系 统 误 差 增 强 响 应 校 准 增 强 响 应 校 准 会 加 快 测 量 速 度, 但 单 向 测 量 会 产 生 不 正 确 的 系 统 误 差, 从 而 降 低 总 体 测 量 精 度 在 使 用 正 向 增 强 响 应 或 反 向 增 强 响 应 时, 选 择 增 强 响 应 校 准 顾 名 思 义, 正 向 校 准 仅 提 供 S11 和 S21 测 量, 反 向 校 准 仅 提 供 S12 和 S22 测 量 值 得 注 意 的 是 : 用 于 单 向 和 双 向 器 件 的 选 件 仍 旧 有 效 本 应 用 指 南 在 之 前 的 CalReady 章 节 中 已 经 介 绍 过 这 些 选 件 图 16 对 比 了 使 用 QSOLT 校 准 ( 上 方 的 黄 色 轨 迹 ) 和 正 向 增 强 响 应 校 准 ( 下 方 的 蓝 色 轨 迹 ) 对 2 至 18 GHz 低 噪 声 放 大 器 进 行 增 益 测 量 尽 管 这 两 种 机 械 校 准 类 型 几 乎 完 全 相 同, 但 使 用 增 强 响 应 校 准 得 到 的 增 益 响 应 有 着 更 多 的 纹 波, 这 是 由 不 正 确 的 系 统 误 差 造 成 的 图 16 中, 由 于 被 测 器 件 是 一 个 放 大 器, 增 强 响 应 校 准 有 关 的 测 量 需 要 使 用 单 向 选 件 在 放 大 器 测 试 中, 测 试 端 口 输 出 功 率 通 过 手 动 调 节 可 降 低 至 -35 dbm, 防 止 放 大 器 达 到 饱 和 当 用 户 需 要 较 快 的 测 量 速 度 和 较 低 的 测 量 精 度 时, 增 强 响 应 机 械 校 准 更 适 合 对 正 向 响 应 (S11 S21) 或 反 向 响 应 (S12 S22) 进 行 测 量 增 强 响 应 机 械 校 准 的 功 能 与 CalReady 类 似, 不 同 之 处 是, 前 者 要 求 对 O/S/ L 校 准 件 件 进 行 测 量 CalReady 将 校 准 面 设 在 FieldFox 连 接 器 上, 而 增 强 响 应 机 械 校 准 把 校 准 面 设 在 被 测 器 件 的 接 口 上, 由 此 获 得 更 高 的 测 量 精 度 增 强 响 应 校 准 过 程 与 图 15a 中 的 QSOLT 相 同 增 强 响 应 校 准 的 主 要 特 点 是 : 仅 在 单 方 向 上 执 行 校 准 和 测 量 ( 正 向 或 反 向 ) 图 15. 测 试 配 置, 适 合 (a) 要 求 使 用 开 路 短 路 和 负 载 (O S L) 校 准 件 件 的 全 双 端 口 QSOLT 校 准 和 正 向 增 强 响 应 校 准 (b) 在 校 准 面 上 进 行 测 量 时 所 需 的 被 测 器 件 连 接 图 16. 对 比 了 使 用 全 双 端 口 QSOLT 校 准 ( 上 方 轨 迹 ) 和 采 用 单 向 定 义 的 增 强 响 应 校 准 ( 下 方 轨 迹 ) 对 2 至 18 GHz 低 噪 声 放 大 器 进 行 增 益 测 量 13

14 机 械 校 准 单 端 口 OSL 和 响 应 ( 归 一 化 ) 校 准 单 端 口 OSL 适 用 于 单 端 口 被 测 器 件 的 反 射 测 量 例 如, 单 端 口 被 测 器 件 可 以 是 天 线 端 子 或 检 测 器 单 端 口 OSL 校 准 可 用 于 VNA 的 测 试 端 口 1 或 2, 具 备 最 高 的 测 量 精 度 单 端 口 OSL 机 械 校 准 过 程 要 求 对 测 试 端 口 上 的 开 路 短 路 和 负 载 标 准 件 进 行 测 量 响 应 或 归 一 化 校 准 非 常 简 单, 但 只 能 校 正 很 小 一 部 分 系 统 误 差, 因 而 精 度 很 低 响 应 校 准 本 质 上 属 于 归 一 化 测 量, 其 中, 参 考 轨 迹 保 存 在 存 储 器 中, 后 续 的 测 量 数 据 被 这 条 存 储 器 轨 迹 分 隔 开 这 种 校 准 适 合 快 速 检 查 被 测 器 件 的 操 作, 不 考 虑 测 量 精 度 在 大 多 数 情 况 下, 内 置 CalReady 校 准 是 更 好 的 选 择 校 准 向 导 根 据 所 选 的 S 参 数 和 被 测 器 件 连 接 器 类 型, 校 准 向 导 会 推 荐 一 种 校 准 类 型, 提 供 快 速 校 准 和 高 精 度 测 量 如 果 FieldFox 测 量 的 是 单 个 S 参 数 ( 例 如 S11), 且 选 择 了 机 械 校 准, 校 准 向 导 就 会 推 荐 单 端 口 OSL 校 准, 并 引 导 用 户 将 开 路 短 路 和 负 载 校 准 套 件 标 准 件 连 接 至 VNA 的 端 口 1 也 可 选 择 其 它 的 校 准 类 型 经 验 丰 富 的 用 户 可 能 不 会 使 用 推 荐 校 准 类 型, 而 是 根 据 特 定 的 测 量 需 求 和 精 度 来 选 择 图 17a 显 示 了 在 选 择 机 械 校 准 类 型 时 的 校 准 向 导 显 示 屏 尽 管 校 准 向 导 推 荐 的 是 全 双 端 口 校 准, 但 用 户 可 以 选 择 其 它 任 意 的 校 准 类 型, 包 括 增 强 响 应 和 QSOLT 自 定 义 校 准 需 要 注 意 的 一 点 是 : 在 测 试 配 置 中, 必 须 正 确 地 输 入 被 测 器 件 的 连 接 器 类 型 通 过 输 入 被 测 器 件 的 连 接 器 及 其 属 性, 校 准 向 导 能 够 推 荐 最 佳 的 校 准 类 型, 确 保 VNA 能 够 在 误 差 校 正 过 程 中 使 用 适 当 的 连 接 器 型 号 图 17b 显 示 了 正 在 输 入 连 接 器 类 型 及 其 属 性 在 本 例 中, 被 测 器 件 是 采 用 3.5 mm 阳 头 连 接 器 的 单 端 口 器 件 根 据 校 准 向 导 的 指 示 选 择 校 准 套 件 的 型 号 校 准 向 导 提 供 详 细 的 指 导 连 接 图 和 灵 活 性 操 作, 改 善 分 析 仪 校 准 的 精 度 和 速 度, 因 而 是 新 老 用 户 的 最 佳 选 择 校 准 向 导 是 VNA 和 CAT 测 量 模 式 的 一 部 分, 适 用 于 FieldFox 所 有 的 射 频 与 微 波 型 号 FieldFox 是 功 能 强 大 的 微 波 VNA, 当 采 用 CalReady 和 QuickCal 校 准 时 可 提 供 精 确 的 自 定 义 校 准, 无 需 使 用 校 准 套 件 当 外 场 使 用 校 准 套 件 时,FieldFox 还 可 提 供 机 械 校 准 无 论 是 使 用 QuickCal 还 是 机 械 校 准,FieldFox 提 供 自 定 义 校 准 的 逐 步 指 导, 内 置 了 引 导 式 校 准 ( 称 为 校 准 向 导 ) 校 准 向 导 显 示 了 标 准 类 型 和 每 一 步 骤 的 相 应 端 口 连 接 例 如, 使 用 QuickCal 对 FieldFox 进 行 校 准 时, 第 一 步 是 打 开 端 口 1, 第 二 部 是 连 接 负 载 ( 可 选 ) 在 每 个 步 骤 中, 用 户 都 应 按 下 测 量 按 键, 以 执 行 测 量 扫 描 一 旦 所 有 的 标 准 均 已 测 量, 校 准 向 导 会 应 用 误 差 校 正, 并 把 仪 器 显 示 屏 切 换 为 测 量 屏 幕 图 17. FieldFox 校 准 向 导 显 示 屏 显 示 了 (a) 选 择 校 准 类 型 和 (b) 选 择 被 测 器 件 连 接 器 类 型 14

15 结 论 FieldFox 手 持 式 分 析 仪 可 在 外 场 测 试 环 境 中 提 本 应 用 指 南 介 绍 了 矢 量 网 络 分 析 仪 校 准 的 最 新 进 展 外 场 手 持 式 微 波 分 析 仪 FieldFox 的 专 有 校 准 技 术 CalReady 和 QuickCal, 可 提 供 高 测 量 精 度, 避 免 携 带 校 准 套 件 的 麻 烦 针 对 FieldFox 中 的 许 多 校 准 选 件 的 校 准 程 序 和 测 量 结 果 进 行 了 比 较 供 与 台 式 仪 器 媲 美 的 精 度 和 符 合 军 用 标 准 的 耐 用 性, 覆 盖 了 卫 星 通 信 微 波 回 程 军 用 通 信 雷 达 系 统 和 许 多 其 它 应 用 参 考 资 料 [1] 在 外 场 执 行 精 密 干 扰 测 量 的 技 巧, 应 用 指 南 ( EN) [2] 在 外 场 执 行 精 密 电 缆 和 天 线 测 量 的 技 巧, 应 用 指 南 ( EN) [3] 安 捷 伦 网 络 分 析 仪 基 础 知 识, E [4] 安 捷 伦 射 频 与 微 波 测 试 附 件 波 导 附 件, 传 单 15

16 随 时 随 地 进 行 精 确 测 量 外 场 套 件 中 的 每 一 件 工 具 都 必 须 证 明 其 具 有 不 可 替 代 的 作 用 FieldFox 分 析 仪 的 设 计 理 念 是 帮 助 我 们 的 客 户 轻 松 进 行 外 场 测 量 它 们 适 用 于 常 规 维 护 深 入 故 障 诊 断 等 更 重 要 的 是, 无 论 用 户 需 要 到 什 么 地 方 工 作,FieldFox 都 能 执 行 出 色 的 测 量, 体 现 安 捷 伦 仪 器 的 卓 越 品 质 将 FieldFox 加 入 工 具 箱 中, 您 可 以 随 时 随 地 进 行 精 确 测 量 相 关 文 献 编 号 FieldFox 组 合 分 析 仪, 技 术 概 述 EN FieldFox 微 波 频 谱 分 析 仪, 技 术 概 述 EN FieldFox 微 波 矢 量 网 络 分 析 仪, 技 术 概 述 EN FieldFox 手 持 式 分 析 仪, 技 术 资 料 EN FieldFox 手 持 式 分 析 仪, 配 置 指 南 EN FieldFox N9912A 射 频 分 析 仪, 技 术 概 述 EN FieldFox N9912A 射 频 分 析 仪, 技 术 资 料 N FieldFox N9923A 射 频 矢 量 网 络 分 析 仪, 技 术 概 述 EN FieldFox N9923A 射 频 矢 量 网 络 分 析 仪, 技 术 资 料 EN 如 欲 下 载 其 它 应 用 指 南 观 看 视 频 以 及 了 解 更 多 信 息, 请 访 问 : myagilent 个 性 化 视 图 为 您 提 供 最 适 合 自 己 的 信 息! 安 捷 伦 渠 道 合 作 伙 伴 黄 金 搭 档 : 安 捷 伦 的 专 业 测 量 技 术 和 丰 富 产 品 与 渠 道 合 作 伙 伴 的 便 捷 供 货 渠 道 完 美 结 合 安 捷 伦 优 势 服 务 确 保 在 仪 器 生 命 周 期 内 进 行 精 确 测 量 如 欲 获 得 安 捷 伦 科 技 的 产 品 应 用 和 服 务 信 息, 请 与 安 捷 伦 公 司 联 系 如 欲 获 得 完 整 的 产 品 列 表, 请 访 问 : 请 通 过 Internet 电 话 传 真 得 到 测 试 和 测 量 帮 助 热 线 电 话 : 热 线 传 真 : 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司 地 址 : 北 京 市 朝 阳 区 望 京 北 路 3 号 电 话 : (010) 传 真 : (010) 邮 编 : 上 海 分 公 司 地 址 : 上 海 市 虹 口 区 四 川 北 路 1350 号 中 信 泰 富 申 虹 广 场 5 楼 楼 电 话 : (021) 传 真 : (021) 邮 编 : 广 州 分 公 司 地 址 : 广 州 市 天 河 北 路 233 号 中 信 广 场 66 层 室 电 话 : (020) 传 真 : (020) 邮 编 : 成 都 分 公 司 地 址 : 成 都 高 新 区 南 部 园 区 天 府 四 街 116 号 电 话 : (028) 传 真 : (028) 邮 编 : 深 圳 分 公 司 地 址 : 深 圳 市 福 田 中 心 区 福 华 一 路 六 号 免 税 商 务 大 厦 3 楼 电 话 : (0755) 传 真 : (0755) 邮 编 : 西 安 分 公 司 地 址 : 西 安 市 碑 林 区 南 关 正 街 88 号 长 安 国 际 大 厦 D 座 5/F 电 话 : (029) 传 真 : (029) 邮 编 : 安 捷 伦 科 技 香 港 有 限 公 司 地 址 : 香 港 北 角 电 气 道 169 号 25 楼 电 话 : (852) 传 真 : (852) 香 港 热 线 : 香 港 传 真 : (852) tm_asia@agilent.com 本 文 中 的 产 品 指 标 和 说 明 可 不 经 通 知 而 更 改 Agilent Technologies, Inc 出 版 号 : CHCN 2013 年 9 月 印 于 北 京