测试精度问题的关键在于消除测试夹具本身对微波产品测试参数的影响。无论是采用夹具还是评估板,其本身的微波性能和寄生参数会对微波产品的测试结果造成很大的影响。这时候测到的参数实际上是测试夹具(评估板)和微波产品形成的微波网络整体的参数,只有将测试夹具的参数(主要是S参数)通过校准的手段分离出去,才能精确的得到微波产品(待测件)本身的参数。国强裕兴电子科技提供的高精度微波测量夹具配置平面电路校准件,可以采用TRL、SOLR两种校准方式;
一、TRL校准原理
TRL校准,即直通-反射-延时校准,适用于非同轴接头测量,如微带线、共面波导等。通过2个传输标准件和1个反射标准件来决定7项误差模型;
TRL校准,即直通-反射-延时校准,适用于非同轴接头测量,如微带线、共面波导等。通过2个传输标准件和1个反射标准件来决定7项误差模型;
优点:1、可直接校准到夹具测量中心 2、精度高,操作简单
缺点:1、单独购买或制作校准件 2、只适用2N接收机结构网络仪
一、SOLR校准
SOLR校准法,也称同轴非插入校准法是互易未知直通校准法,即开路-短路-直通-反射校准。采用8项误差模型进行系统误差系数求解。它对直通适配器没有匹配和衰减等特性的要求,并且消除了部分需要移动和弯曲电缆的测试影响。这种方法非常实用于多端口器件(尤其是BGA/LGA类多端口封装)等情况。
优点:
1、可直接校准到夹具测量中心
2、精度高,操作简单
4、指标优良(插损小于40dB,相位响应在1/4波长之内)
缺点:
1、单独购买或制作校准件
2、只适用2N接收机结构网络仪
两种校准方式均可以使用仪表自带校准程序,针对系统误差的全部12项误差模型校准,将校准端面延伸到待测件两端,完全扣除夹具和系统链路带来的影响,准确测量待测件本身的参数。通过设计校准件延伸校准端面的原理如下图。
微波测试夹具校准件的设计
如上图,若待测件前端和后端连接的微带线长度都是L,将直通校准件微带长度设计成2L;开路校准件经过L长度微带线后做开放场处理;短路校准件经过L长度微带线后做对地短接处理;负载校准件经过L长度微带线后做微波吸收处理;延时校准件相对直通的2L长度来增加延时长度。校准时设置直通校准件为零长度,则校准端面可以看做在直通校准件的中心线,也就是待测件的两端。
高精度微波测量夹具的校准可以直接使用矢量网络分析仪内部自带的校准程序,只需在仪表操作界面上添加校准件箱,设置校准模式(SOLT或TRL),将校准件的参数输入后即可在仪表的校准菜单上生成校准件选项,选择后按仪表操作流程校准。每一套测量夹具都会附带详细的使用说明和操作流程和数据,下图是设置校准件的一个界面示例。
矢量网络分析仪中设置校准件的示例图
使用设置好的校准件进行校准后,网络分析仪的校准精度可以达到千分之一之内,可通过测试校准件的插损、驻波、相位等来验证校准的效果和准确度。下图是校准后直通校准件的插损和驻波。
平面TRL校准后直通校准件的插损和驻波曲线