网络分析仪校准的原理与技巧
为何需要校准? 网络分析仪测量射频器件时,误差主要分为三类: - 系统误差:由仪器内部装置不理想导致,可重复、可定量描述,可通过校准消除(如频响、方向性、端口失配等误差);
随机误差:由噪声、开关/连接器重复性差引起,随机不可控,无法校准消除;
漂移误差:校准后因温度变化导致性能漂移,需定期校准补偿。 校准的核心是通过测量已知参数的校准件,建立误差模型,从后续测量中剔除系统误差,保证结果准确。
校准原理 通过测试已知特性的校准件,将测量数据存储并计算误差模型,再用模型修正实际测量结果,本质是明确并消除系统误差的过程。
三、主要校准方式 按精度从高到低:TRL校准 > 电子校准 > 矢量校准 > 频响校准。
校准类型 | 适用场景 | 校准件 | 核心特点 |
频响校准 | 简单反射/传输测试 | 1个(短路/直通) | 仅消除频率响应误差,精度低,操作简单(1次测试) |
矢量校准 | 高精度反射/传输测试 | 需幅度和相位测量能力,通过联立方程组消除更多误差项 | |
- 单端口 | 单端口反射测试(S11/S22) | 3个(开路、短路、负载) | 消除3项误差(方向性、源失配、反射跟踪),3次测试 |
- 双端口 | 双端口传输/反射测试 | 4个(含直通) | 消除12项误差,7次测试,适用于需传输性能测试的场景 |
- 多端口 | 多端口器件测试 | 4个(同双端口 | 双端口校准的组合,操作次数增加 |
TRL校准 | 双/多端口高精度测试 | 3个(直通、反射、传输线) | 用传输线器件,参数易确定,精度不受校准件精度完全限制 |
电子校准(E-Cal) | 高效双/多端口校准 | 电子校准件 | 仅需一次连接,几秒完成,支持混合端口,误操作少(Keysight等品牌常用) |
校准关键步骤(以E5071C为例)
单端口校准(反射测试): 选校准套件(如85032F)→ 按“Cal”→“1-Port Cal”→ 依次连接开路、短路、负载校准件,完成对应测试→ 点击“Done”,阻抗归一至中心点。
2. 直通校准(传输测试): 用直通头连接目标端口(如1-3)→ 按“Cal”→“Response(Thru)”→ 选择端口组合→ 完成测试,补偿线缆损耗。
五、注意事项
校准前需设定信号功率:电子校准件功率需≥-18dBm,机械校准件建议≤+20dBm;
大功率测试时,射频信号功率需低于端口损坏功率3-6dB,避免直流电平过载;
测量后及时关闭射频激励,养成存储“低功率用户预置”的习惯,防止器件损坏。
校准是保证网络分析仪测量精度的核心操作,需根据测试场景选择合适方式,严格遵循步骤以消除系统误差。
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