实验二 网络分析仪的校准

实验二 网络分析仪的校准

PB11210156 韦俞鸿

一． 实验目的

1. 了解网络分析仪校准的概念；

2. 熟悉网络分析仪单端口和双端口校准步骤；

3. 理解校准后终端负载Open，Short，Load（50 欧姆）的传输线特性。

二．

实验要求

1. 严格按照实验操作规范进行操作，注意安全，不要损坏仪器；

2. 按照文档提供的操作步骤完成实验，得到最后结果，并以实验报告的形式提交。

三． 实验结果及分析(思考题在各电路图的分析中回答) （一）. 单端口校准

进行校准步骤后，得到的S11参数图形如下：

a). Short:

比较未校准之前，可以发现校准之后，S11的幅度等于0dB了，达到了分析值，而且从Smith圆图可看到圆弧贴在了零电阻线上，从短路线开始，但却不是汇在短路线那一点上，至于是一段弧线的原因是，由于校准器件不是理想的，由于电荷作用，短路原件还是存在电感效应的，故负载阻抗ZL并不是理想的0电阻，而是存在L，在仪器上读到了L0，L1，L2，L3四个电感值，（单位分别为H,H/Hz,H/Hz2,H/Hz3,应是各阶电感值吧）使得ZL的虚部仍会受频率的影响，而这个误差是没有在校准过程中考虑掉的，所以随着扫描频率的范围（30k~3GHz），会出现一段等r线上的弧线。

b).Open:

同上Short负载时分析，比较未校准之前，可以发现校准之后，S11的幅度等于0dB了，达到了分析值，而且圆弧也贴在了零电阻线上，从开路线开始，但却不是汇在开路线那一点上。由于校准器件不是理想的，通过电荷作用，开路元件还是存在电容效应的，故负载阻抗ZL并不是理想的0电阻，而是存在C，在仪器上也能读到C0,C1,C2,C3的值（其中C0为fF级，其他三个更小，单位分别为F,F/Hz ,F/Hz2,F/Hz3，使得ZL的虚部也仍会受频率的影响，所以随着扫描频率的范围（30k~3GHz），会出现一段等r线上的弧线。

c).Load(50欧姆)：

同上Short负载时分析，可以发现校准之后， Smith作图更准确的汇聚在了r=1，

x=0的匹配点上。此时S11的幅度也是在-60dB左右浮动，此时理论值应是，因为Zin=Z0，此时反射系数gamma(in)=0，所以S11的模应是负无穷大dB,但由于校准器件不是理想的，通过电荷作用会有损耗，即相当于电导G作用，所以S11无法准确的等于0，故不会出现负无穷大。

（二）.双端口校准

S11，S12、S21，S22幅度图形如下：

直通时，直通元件真实值为S11=S22=0，S21=S12=1.在进行双端口校准后，12个误差参量应该被记录在分析仪里，再进行测量时，S21，S12的幅值为0dB符合真实值，但是S11，S22应该为负无穷大dB，这是由于在校准过程中，没能达到精准的校准，元器件还是存在着一定的误差，电荷的运动及损耗总是阻抗无法做到精确。

（三）.Response校准

选择Cal-Calibrate-Response-Response(Open)里进行校准操作

后图分别为Response（Open）和Response（Open+Load）的三种负载结果的比较

Open：

Open+Load->Open Open->Open Load:

Open+Load->Load Open->Load Short:

Open+Load->Short Open->Short 通过比较可知，在Load+Open的校准模式下，其负载结果在Open和Load的情形下更接近于理想结果（相对于Open模式下），而负载结果在Short情形缺不理想，甚至在观察Smith圆图时比在Open模式下的更不理想。而在Open的校准模式下，其Open元件的输出结果也是较理想的（除了受频率影响外），但是Load和Short元件情况下就不是很理想了。可见通过相应的元件校准才能更好的使测量时的参考面及误差充分被考虑。

Short:

Open+Load->Short Open->Short 通过比较可知，在Load+Open的校准模式下，其负载结果在Open和Load的情形下更接近于理想结果（相对于Open模式下），而负载结果在Short情形缺不理想，甚至在观察Smith圆图时比在Open模式下的更不理想。而在Open的校准模式下，其Open元件的输出结果也是较理想的（除了受频率影响外），但是Load和Short元件情况下就不是很理想了。可见通过相应的元件校准才能更好的使测量时的参考面及误差充分被考虑。

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