应用于矢量网络分析仪的射频与微波测量电缆的特性概述（原载于微波杂志3/4月号） 留言

应用于矢量网络分析仪的射频与微波测量电缆的特性概述

Martin Moder and Joachim Schubert, Rosenberger, Fridolfing, Germany

矢量网络分析仪用于实现精准测量，并且该仪器需支持校准。通常测量需要一套测试装置，包括网分、一套校准工具，以及一条或多条测量电缆和转接器等。校准过程采用矢量误差修正技术，利用已知标准把误差项都表征出来。因此这些误差可以通过实际测量被消除掉。消除这些误差的过程要求这些误差和测量的质量能在矢量方向被校准。校准后，可实现高精度测量。任何改变都可能降低测量精度。通常温度的变化、测量电缆的弯曲和移动、振动与飘移等都能影响测量精度。这篇文章将集中讨论测量电缆。文章将阐明电缆的弯曲和移动为什么和如何影响测量精度，以及如何定义测量电缆以评估其对精度的影响。

通过对整个测量设置的矢量误差修正，测量电缆的传输和反射特性可在幅度和相位中从算法上被消除掉。测量电缆的后续运动会引起内部尺寸的微小变化、绝缘材料的受压、接触电阻的改变和屏蔽，所有这些影响因素都会导致传输与反射特性的轻微变化。从而使矢量误差修正不再有效，造成测量精度降低。

矢量网络分析仪的测量不确定性

不同带宽的微波矢量网络分析仪都会在表格或图表中定义“测量精度”、“典型精度”或“不确定性”。这些值对某类型的网分和校准套件的组合有效，并限于规定的条件，比如信号源功率水平和温度范围等。通常不包括测量电缆。

图1显示了高端网分结合一套选定校准件的“传输不确定性”值。表1根据图1内容列出了从0到20dB范围的损耗不确定值。

图1 网分转输不确定性：幅度(a)和相位(b)

测量电缆详述

为高端网分而设计的测量电缆称为测试端口电缆。它们的目的是在对接特定的测试设置时，可以频繁移动和弯曲，并且经常加铠甲保护，以防止受机械压力的破坏。表2显示了工作频率高达40GHz的测量电缆的特性。除了硬性指标外，通常会提及“典型值”，有时在频段上也分等级。请注意这些指标会随着电缆长度而改变，但对不同弯曲状态是有效的。“插损稳定性”、“衰减稳定性”和“幅度稳定性”表达的是同一个意思。

对比表1中网分传输不确定性和表2中测量电缆的传输特性时，网分S₂₁幅度不确定性对应于测量电缆插入损耗的稳定性（典型值或最大值），网分S₂₁相位不确定性对应于测量电缆相位稳定性。如果测量电缆用在网分的两个端口，那么必须再次考虑电缆性能。

在这个例子中，测量电缆在全频带对相位的影响是显著的，在低频部分主要对幅度有明显的影响。对于两根测量电缆，在中频和高频时的幅度被网分和测量电缆的影响是相似的。

在测量电缆里反射测量也会受影响。通常，反射幅度的变化与回损表现一样，也需要进行评估。我们不在这里讨论网分不确定性和测量电缆影响之间的详细对比。

在常规测试任务中，根据可接受的测量不确定度，我们有必要更具体地去评估单体测量电缆的影响，比如在频率范围和弯曲条件下如何减少整个测试的不确定性。

电缆稳定性测量描述

测量电缆的最基本电气特性是插入损耗和回损。在网络分析仪应用中，由于电缆稳定性的影响是十分重要的，

原文始发于微信公众号（actMWJC）