同軸校準(zhǔn)件參數(shù)解析

校準(zhǔn)過程中我們都會(huì)使用到校準(zhǔn)件，包括同軸校準(zhǔn)件及波導(dǎo)校準(zhǔn)件，還有微帶校準(zhǔn)件。

有關(guān)微帶校準(zhǔn)、同軸校準(zhǔn)及波導(dǎo)校準(zhǔn)之前都有文章寫過，大家可以爬爬樓再看看。

今天隨便聊聊同軸校準(zhǔn)件。儀表上都會(huì)定義校準(zhǔn)件的一些參數(shù)，不同品牌儀表的定義略微會(huì)有不同，但總體而言還是一致的。

主要參數(shù)如下：

Z0

要定義的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際測(cè)量面之間的偏置阻抗。通常 Z0 設(shè)置為系統(tǒng)的特性阻抗，一般為 50 歐姆或 75 歐姆。標(biāo)準(zhǔn)是 50 歐姆，如果要改成 75 歐姆需按如下設(shè)置。

點(diǎn)擊【Analysis】-->【Fixture Simulator】夾具仿真器，點(diǎn)擊【Port Z Conversion】并指定所選端口的參考阻抗，將 Port 1 Z0 Real 從 50 Ω 變?yōu)?75 Ω。

點(diǎn)擊【Port Z Conversion】將端口阻抗轉(zhuǎn)換功能置為 ON 狀態(tài)。

點(diǎn)擊【Fixture Simulator】置為 ON 狀態(tài)。

（手邊 U 盤壞了就直接拍照不截圖了，略有模糊各位見諒）

延遲

發(fā)生的延遲取決于要定義的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際測(cè)量面之間的傳輸線長度。在開路、短路或負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)中，延遲定義為從測(cè)量面到標(biāo)準(zhǔn)的單向傳播時(shí)間（秒）。在直通標(biāo)準(zhǔn)中，延遲定義為從一個(gè)測(cè)量面到另一個(gè)測(cè)量面的單向傳播時(shí)間（秒）。延遲可通過測(cè)量或?qū)?biāo)準(zhǔn)的精確物理長度除以速度余數(shù)來確定。

安立 Anritsu 的網(wǎng)分對(duì)于時(shí)延的定義用的是長度單位，換算一下即可變換成時(shí)間單位，具體公式之前文章中有講過，見 6 月 10 號(hào)那期《不同廠牌的校準(zhǔn)件及矢網(wǎng)如何相互使用》。

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損耗

損耗用于確定沿同軸電纜的長度（單向）由集膚效應(yīng)引起的能量損耗。損耗是用 1 GHz 上的 Ω/s 為單位進(jìn)行定義。在許多應(yīng)用中，使用 0 值作為損耗不應(yīng)帶來顯著誤差。通過測(cè)量延遲（秒）和 1 GHz 上的損耗，然后將測(cè)量值代入下面的公式，即可確定標(biāo)準(zhǔn)的損耗。

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Keysight 的網(wǎng)分有這一項(xiàng)設(shè)置，安立的 Shockline 系列網(wǎng)分我沒找到相關(guān)設(shè)置，R&S 有沒有也不清楚，因?yàn)槭诌厸]機(jī)器。

C0、C1、C2、C3

開路標(biāo)準(zhǔn)在高頻上很少具有理想的反射特性。這是由于開路標(biāo)準(zhǔn)的邊緣電容會(huì)引起隨頻率而變化的相移。對(duì)于分析儀的內(nèi)部計(jì)算，采用開路電容模型。該模型以一個(gè)三階多項(xiàng)式的頻率函數(shù)表示。多項(xiàng)式中的系數(shù)可由用戶定義。電容模型的公式如下所示：

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L0、L1、L2、L3

短路標(biāo)準(zhǔn)在高頻率上很少具有理想的反射特性。這是由于短路標(biāo)準(zhǔn)的殘余電感會(huì)引起隨頻率而變化的相移。這種影響不可能消除。對(duì)于分析儀的內(nèi)部計(jì)算，采用短路電感模型。該模型以一個(gè)三階多項(xiàng)式的頻率函數(shù)表示。多項(xiàng)式中的系數(shù)可由用戶定義。電感模型的公式如下所示。

說到校準(zhǔn)就會(huì)使用到不同接口的校準(zhǔn)件及連接器，下面就順帶聊下。

依接口類型不同可分為很多種，具體如下圖。

其中 SMA、3.5mm、2.92mm 可以物理相連。2.4mm、1.85mm 可以物理相連。但是（SMA、3.5mm、2.92mm）和（2.4mm、1.85mm）不可以相連，這個(gè)需要特別注意，否則會(huì)造成損壞。

那么為什么會(huì)有這么多種不同接口的接頭元件呢？主要是：同軸連接器和電纜傳輸主模 TEM 模，截止頻率對(duì)應(yīng)使用頻率上限。

比如：同軸電纜傳輸?shù)氖?TEM 模，即電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方式均與傳播方向垂直。如果頻率過高會(huì)產(chǎn)生電磁泄漏。

如果系統(tǒng)中都有連接 SMA、3.5mm、2.92mm 接頭，那最高工作頻率是 18G；如果 3.5mm 和 2.92mm 相連接，那么最高工作頻率是 33G；如果 2.4mm 和 1.85mm 連接，那工作頻率上限是 50G；連接器內(nèi)導(dǎo)體直徑匹配的才可以互連。不管是 50 歐姆 N 頭或 75 歐姆 N 頭與其它的都不兼容。