AFR测试方法详解

【什么是AFR】

AFR（Automatic Fixture Removal）即自动夹具移除功能，是Keysight网络分析仪中的一项重要功能。

在射频和微波测试中，许多被测器件（DUT）没有同轴连接器，因此需要使用夹具或传输线转换连接来适应同轴测试环境。然而，夹具本身会引入误差，影响测量结果的准确性。AFR功能通过一系列向导程序，能够表征夹具并从测量结果中移除夹具效应，从而提高测量精度。

【AFR的必要性】

在同轴环境中测量非同轴器件时，夹具的使用是必不可少的。然而，夹具本身可能引入插损、反射和相位误差等，这些误差会叠加到被测器件的真实响应上，导致测量结果不准确。因此，为了获得被测器件的真实性能参数，必须精确移除夹具效应。AFR功能正是为此而设计的。

【AFR的应用场景】

AFR功能广泛应用于射频和微波测试中，特别是在测量背板传输线、高速连接器、表贴无源器件、有源器件（如放大器、混频器）等时。这些器件通常没有同轴连接器，需要使用夹具进行连接。通过AFR功能，可以准确测量这些器件的性能参数，提高测试的可靠性和准确性。

【AFR的特点与优势】

- 简化操作‌：

AFR功能通过向导程序引导用户逐步完成夹具表征和夹具效应移除，简化了操作流程。

- 提高精度‌：

AFR功能能够精确移除夹具效应，从而提高测量精度。

- 灵活性‌：

AFR功能支持多种夹具类型，包括单端夹具和差分夹具，满足不同测试需求。

- 可保存性‌：

去嵌入文件可以保存为多种格式，方便日后使用。

【AFR测试方法详解】

测试前准备

在进行AFR测试之前，需要做好以下准备工作：

- 校准网络分析仪‌：

使用电子校准件（Ecal）或机械校准件对网络分析仪进行校准，确保测量结果的准确性。

- 连接测试夹具‌：

将测试夹具连接到网络分析仪的测试端口上。

- 设置测试参数‌：

根据被测器件的特性，设置网络分析仪的测试参数，包括频率范围、功率电平、中频带宽等。

测试AFR

调用AFR功能：

在网络分析仪的操作界面中，找到并调用AFR功能。通常，AFR功能会以一个向导程序的形式出现，引导用户逐步完成测试过程。

定标夹具:

在向导程序的引导下，首先进行夹具的表征。这一步骤通常包括测量夹具的S参数（散射参数），这些参数将用于后续的夹具效应移除。

连接2x直通标准夹具‌：

将2x直通标准夹具连接到测试电缆端口上。这个标准夹具用于去除测试夹具的同轴接口、同轴接口与PCB传输线连接处的误差等。

选择测试类型和端口‌：

在AFR界面中，选择测试类型为“Single Ended”（单端）或“Differential”（差分），并根据实际测试需求选择测试端口（如2 Port）。

定义标准件‌：

在AFR界面中，定义标准件为“Thru”（直通），并填写标准夹具的长度（通常默认为0ns）。

测量标准件‌：

点击“Measure”按钮，网络分析仪将对标准夹具进行测量，并保存测量结果为一个.s2p文件。这个文件将用于后续的夹具效应移除。

移除夹具效应

在完成夹具表征后，接下来进行夹具效应的移除。

- 选择需要去除夹具的勾选项‌：

在AFR界面中，选择需要去除夹具效应的端口和对应的勾选项。

- 应用校正‌：

点击“Apply Correction”按钮，网络分析仪将使用算法处理标准夹具的S参数，生成两个.s2p文件，并分别在Port1和Port2上进行夹具去嵌入。这样，夹具效应就被从测量结果中移除了。

保存夹具移除数据

在完成夹具效应移除后，需要保存夹具移除数据以便日后使用。

- 选择保存格式‌：

在AFR界面中，选择保存格式为“VNA Format”或其他适合的格式。

- 保存去嵌入文件‌：

点击“Save Fixture Files”按钮，将生成的两个.s2p文件保存下来，并分别标注是对应VNA的哪个Port。

测试结果分析

在完成AFR测试后，可以对测试结果进行分析。通常，通过AFR后，反射S参数可以达到较低的水平（如-40dB以下），传输S参数（如S21）的幅度和相位变化也会更加稳定和平滑。这些结果表明，夹具效应已经被成功移除，测量结果更加准确可靠。

AFR功能作为网络分析仪中的一项重要功能，在射频和微波测试中发挥着重要作用。通过精确移除夹具效应，AFR功能能够提高测量精度，满足不同测试需求。

在实际应用中，需要按照规定的测试步骤进行操作，并注意保存夹具移除数据以便日后使用。随着射频和微波技术的不断发展，AFR功能将进一步完善和优化，为射频和微波测试提供更加准确可靠的解决方案。

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