谈谈VNA几种校准方式的校准面

《044_Coupler之七：微带耦合器改善定向性措施45》所述：端口回波损耗指标严重影响微带窄边耦合器的定向性指标。

或者反过来，《045_Coupler之八：微带耦合器应用》提到的驻波检测电路中，如果用定向性指标不佳的耦合器去测试主信号线回波损耗，也是测不准的。

一句话：耦合器回损、定向性互相影响。

在VNA测试时，如果测试夹具本身的回波损耗指标不佳，会影响耦合器的回损测试结果，所以需要校准掉测试夹具本身的影响。

SLOT或TRL校准面

SMA接口的SLOT校准件，包含Short、Load、Open、Through，校准过程太复杂。

因此又有了的电子校准件Ecal：

校准过程简单。

关于这两种件的校准原理，可在网上找到相关资料。本文只谈谈几种校准方式的校准面，SLOT和Ecal的校准面如下图（图片来自于电巢学员实际仿真设计的样品）红色虚线所示：

显然测试的回波损耗包含了SMA与PCB转换结构的阻抗失配特征。

即使如此，耦合器测试指标还是不错的，电巢学员学到了真本事。

但是，如果想精确测试此耦合器指标，期望的校准面如上图绿色实线框所示，要将测试夹具本身的SMA与PCB转换结构的阻抗失配也校准掉，怎么办？这就引出了TRL自制校准件和端口延伸（或推挤）方案。

TRL自制校准件

TRL校准面如下图所示绿色虚线：

自制TRL校准面与期望符合，适用于测试高定向性微带耦合器。

关于TRL校准件的原理和设计，可参阅网上文章，网上图片不清晰，且Load校准件图片不严瑾，会误导大家，所以本文做了重绘，图片如上。持续关注电巢App或本公众号，后期会讲到这个Load校准件有啥问题？

网上这篇文章的SMA采用了螺钉安装的表面贴SMA，指标极佳，值得赞赏。

端口延伸（或推挤）

关于端口延伸（或推挤）网上文章也很多，例如：http://www.doc88.com/p-6042926255788.html，对于无源微带器件（尤其是高定向性耦合器）的测试来说，其中的一句话（前提假设）特别重要：

“假设转接头的微带线及测试电缆可以满足阻抗匹配的条件，或者阻抗失配带来的反射，相对被测件反射较小“

这句话对于常规射频芯片或连接器测试，一般都是能满足的。

但对于高定向性的耦合器来说，不满足了，本公众号第44篇文章已经有推论：如果定向性指标要求25dB，则理论上回波损耗指标至少要求30dB。

三种校准方式的校准面如下图所示：

总结

SLOT和Ecal不能校准掉SMA与PCB转换结构的阻抗失配和PCB布线本身的插入损耗和相位；

端口延伸（或推挤）只能校准掉PCB布线本身的插入损耗和相位（时延），不能校准掉SMA与PCB转换结构的阻抗失配；

自制TRL能校准掉SMA与PCB转换结构的阻抗失配、PCB布线本身的插入损耗和相位（时延），适合于测试高定向性耦合器；

审核编辑：刘清