網絡分析儀校準的原理與技巧
為何需要校準? 網絡分析儀測量射頻器件時,誤差主要分為三類: - 系統誤差:由儀器內部裝置不理想導致,可重復、可定量描述,可通過校準消除(如頻響、方向性、端口失配等誤差);
隨機誤差:由噪聲、開關/連接器重復性差引起,隨機不可控,無法校準消除;
漂移誤差:校準后因溫度變化導致性能漂移,需定期校準補償。 校準的核心是通過測量已知參數的校準件,建立誤差模型,從后續測量中剔除系統誤差,保證結果準確。
校準原理 通過測試已知特性的校準件,將測量數據存儲并計算誤差模型,再用模型修正實際測量結果,本質是明確并消除系統誤差的過程。
三、主要校準方式 按精度從高到低:TRL校準 > 電子校準 > 矢量校準 > 頻響校準。
校準類型 | 適用場景 | 校準件 | 核心特點 |
頻響校準 | 簡單反射/傳輸測試 | 1個(短路/直通) | 僅消除頻率響應誤差,精度低,操作簡單(1次測試) |
矢量校準 | 高精度反射/傳輸測試 | 需幅度和相位測量能力,通過聯立方程組消除更多誤差項 | |
- 單端口 | 單端口反射測試(S11/S22) | 3個(開路、短路、負載) | 消除3項誤差(方向性、源失配、反射跟蹤),3次測試 |
- 雙端口 | 雙端口傳輸/反射測試 | 4個(含直通) | 消除12項誤差,7次測試,適用于需傳輸性能測試的場景 |
- 多端口 | 多端口器件測試 | 4個(同雙端口 | 雙端口校準的組合,操作次數增加 |
TRL校準 | 雙/多端口高精度測試 | 3個(直通、反射、傳輸線) | 用傳輸線器件,參數易確定,精度不受校準件精度完全限制 |
電子校準(E-Cal) | 高效雙/多端口校準 | 電子校準件 | 僅需一次連接,幾秒完成,支持混合端口,誤操作少(Keysight等品牌常用) |
校準關鍵步驟(以E5071C為例)
單端口校準(反射測試): 選校準套件(如85032F)→ 按“Cal”→“1-Port Cal”→ 依次連接開路、短路、負載校準件,完成對應測試→ 點擊“Done”,阻抗歸一至中心點。
2. 直通校準(傳輸測試): 用直通頭連接目標端口(如1-3)→ 按“Cal”→“Response(Thru)”→ 選擇端口組合→ 完成測試,補償線纜損耗。
五、注意事項
校準前需設定信號功率:電子校準件功率需≥-18dBm,機械校準件建議≤+20dBm;
大功率測試時,射頻信號功率需低于端口損壞功率3-6dB,避免直流電平過載;
測量后及時關閉射頻激勵,養成存儲“低功率用戶預置”的習慣,防止器件損壞。
校準是保證網絡分析儀測量精度的核心操作,需根據測試場景選擇合適方式,嚴格遵循步驟以消除系統誤差。
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