如何选择合适的微波网络分析仪校准件？

测试仪器

选择合适的微波网络分析仪校准件需综合考虑频率范围、精度要求、连接器类型、校准方法、成本预算及环境因素。以下是具体指南：

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一、明确校准需求

• 校准类型
  • 单端口校准：仅需测量反射系数（如S11），选择短路器、开路器、负载。
  • 全双端口校准：需测量传输系数（如S21），增加直通标准件。
  • TRL校准：适用于非同轴结构（如波导、PCB），需直通、反射、线标准件。
    
• 频率范围
  • 校准件频率范围需覆盖实际测试频率，例如：
    • 0-18 GHz：适用于一般微波测试。
    • 0-67 GHz：适用于毫米波测试。
      
    
    
  
  

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二、校准件关键参数

参数

描述

选择建议

精度等级

校准件的精度等级（如IEEE标准）决定校准的准确性。

高精度测试选择NIST可追溯校准件。

驻波比（VSWR）

校准件的驻波比影响反射系数的测量精度。

短路器、开路器VSWR应小于1.1。

插入损耗

直通标准件的插入损耗影响传输系数的测量精度。

直通标准件插入损耗应小于0.1 dB（高频时）。

重复性

校准件多次测量的结果一致性。

选择重复性小于±0.02 dB的校准件。

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三、连接器类型匹配

• 常见连接器
  • SMA：适用于0-18 GHz。
  • 3.5 mm：适用于0-34 GHz。
  • 2.4 mm：适用于0-50 GHz。
  • 1.85 mm：适用于0-67 GHz。
    
• 选择原则
  • 校准件连接器类型需与被测件（DUT）和测试电缆匹配。
  • 避免使用转接器，转接器会引入额外误差。
    
  
  

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四、校准方法与校准件组合

校准方法

所需校准件

适用场景

SOLT

短路器、开路器、负载、直通

同轴结构，频率低于18 GHz。

TRL

直通、反射、线

非同轴结构（如波导、PCB），频率高于18 GHz。

多线TRL

多条不同长度的线标准件

提高TRL校准的精度和频率范围。

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五、成本与预算

• 校准件价格范围
  • 经济型：机械校准件，价格较低，但需手动操作，耗时较长。
  • 高端型：电子校准模块（如Keysight N4694系列），价格较高，但自动化程度高，校准时间短。
    
• 预算建议
  • 实验室研发：建议选择高精度电子校准模块。
  • 生产测试：可选择经济型机械校准件，通过优化校准流程提高效率。
    
  
  

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六、环境因素

• 温度稳定性
  • 校准件应能在测试环境温度下稳定工作，温度变化会导致介电常数变化，影响校准精度。
    
• 机械稳定性
  • 校准件应具有良好的机械稳定性，避免因振动或冲击导致性能变化。
    
  
  

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七、示例：选择18 GHz校准件

参数

选择标准

推荐校准件

频率范围

0-18 GHz

Keysight 85033E（SMA，SOLT校准件）

精度等级

IEEE标准

NIST可追溯

连接器类型

SMA

与测试电缆和DUT匹配

校准方法

SOLT

适用于同轴结构

成本

中等

机械校准件，价格约2,000−5,000

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八、总结

• 核心原则：校准件需满足测试频率范围、精度要求，并与连接器类型匹配。
• 推荐步骤：
  • 确定校准类型和频率范围。
  • 选择符合精度等级的校准件。
  • 匹配连接器类型，避免转接器。
  • 根据预算选择机械校准件或电子校准模块。
    
• 注意事项：
  • 校准件需定期验证，确保其性能稳定。
  • 高频测试（如毫米波）需选择低损耗校准件。
    
  
  

通过以上方法，可选择到合适的微波网络分析仪校准件，确保校准的准确性和可靠性。