Анализаторы цепей векторные под управлением ПО S2VNA

---

---

Калибровка TRL (Thru-Reflect-Line) представляет собой семейство методов калибровки, в которых измеряются две меры передачи и одна мера отражения (см. рисунок ниже). Калибровка TRL является наиболее точным методом двухпортовой калибровки. В большинстве случаев метод более точен, чем калибровка SOLT, в которой измеряется одна мера передачи и три меры отражения.

Рисунок 162 – Калибровка TRL

Для калибровки в коаксиальном тракте применение TRL калибровки существенно повышает точность измерений по сравнению с SOLT калибровками. Необходимым условием выбора данного метода является наличие подходящего набора калибровочных мер.

В случае измерений на подложке требуется создание и характеризация калибровочных мер схожих по конфигурации с исследуемым устройством. Меры для TRL калибровки на подложке проще изготовить и охарактеризовать, так как для них не требуется такого же полного и точного определения, как для мер SOLT калибровки.

Для обозначения мер в TRL калибровках вводятся следующие классы мер:

•первая мера – класс TRL-перемычка, включающий в себя перемычку нулевой длины и линии. Линия из класса TRL-перемычка также называется опорной;

•вторая мера – класс TRL-отражатель, включающий в себя меры КЗ и ХХ;

•третья мера – класс TRL-линия/нагрузка, включающий в себя линии и нагрузки.

Семейство калибровок TRL

---

---

Частотный диапазон

TRL и LRL калибровки имеют ограниченный частотный диапазон с отношением нижней частоты к верхней частоте до 1:8. Границы частотного диапазона зависят от длины линии для TRL калибровки или от разности длин двух линий для LRL калибровки.

TRM и LRM калибровки теоретически не имеют ограничения по частоте, однако параметры фиксированных нагрузок ухудшаются с ростом частоты. Рекомендуемый предел использования TRM и LRM калибровки до 1 ГГц.

Волновое сопротивление линий и нагрузок

Все линии и нагрузки должны иметь как можно более точное значение волнового сопротивления Z0. TRL калибровка переносит волновое сопротивление мер в откалиброванную систему. В коаксиальном тракте в качестве линий используются прецизионные воздушные линии, имеющие точное значение волнового сопротивления Z0 равное 50 Ω.

Опорная линия

В TRL калибровке в качестве первой меры используется перемычка нулевой длины. В LRL калибровке вместо перемычки нулевой длины используется линия, которая называется опорной. В качестве опорной выбирается самая короткая линия набора калибровочных мер . Ее длина должна быть точно известна для вычисления положения калибровочных плоскостей. Однако возможна LRL калибровка, когда длина опорной линии не известна. В таком случае ее длина принимается равной нулю, при этом плоскость калибровки будет проходить по центру линии, а не по плоскости соединителей.

TRL-линия

TRL-линией называется воздушная линия, используемая в TRL калибровке, либо вторая, более длинная линия, используемая в LRL калибровке. Длина TRL линии должна быть известна лишь примерно. Длина линии используется при вычислении частотного диапазона калибровки следующим образом. Пусть ΔL – разность длин двух линий LRL калибровки, а для TRL калибровки эта разность равна длине линии, так как в качестве опорной линии служит перемычка нулевой длины. Тогда разность фаз между TRL-линией и опорной линией, либо перемычкой должна быть не менее 20° на нижней частоте и не более 160° на верхней частоте калибровки:

,

где ,

— скорость волны в линии (для воздушной линии равна с =2.9979·108 м/с),

— длина опорной линии длина,

— TRL линии.

Таким образом, отношение верхней частоты к нижней для TRL/LRL калибровки составляет 1:8. Кроме того, TRL/LRL калибровка не работает на низких частотах, так как для этого требуется очень длинная линия. Для расширения частотного диапазона калибровки используют две и более TRL-линии. Так для двух TRL-линий частотный диапазон может быть увеличен до 1:64.

TRL-нагрузка

В отличие от TRL/LRL калибровки, TRM/LRM калибровка использует согласованные нагрузки вместо TRL-линии, которые эквивалентны линии бесконечной длины. TRM/LRM калибровка теоретически не имеет ограничения по частоте. Однако применение TRM/LRM калибровки на высоких частотах сдерживается качеством нагрузок. Как правило, TRM/LRM калибровка используются в нижней части частотного диапазона, так она работает начиная с нулевой частоты.

TRL-отражатель

Основное требование к TRL-отражателю заключаются в том, что коэффициент отражения должен быть идентичен для каждого порта. В случае использования одной и той же меры по очереди для каждого измерительного порта, это требование автоматически выполняется. В случае, когда порты имеют различный тип или тип соединителя, необходимо использовать специальные меры, с идентичными электрическими характеристиками, выпускаемые парами.

Параметры TRL-отражателя должны быть известны лишь примерно. Отражатель должен обладать коэффициентом отражения близким к 1, а его фазовая характеристика должна быть известна с точностью ±90°. Типично любая мера ХХ или КЗ удовлетворяет этим требованиям.

Расширение частотного диапазона TRL калибровки

Частотный диапазон TRL калибровки может превышать диапазон рабочих частот используемых калибровочных мер. В этом случае может применяться один из двух методов:

•разделение частотного диапазона калибровки на отдельные поддиапазоны с использованием в каждом из них отдельной калибровочной меры. Используются TRL-линии различной длины, а в самом низкочастотном диапазоне – согласованная нагрузка. Общая полоса частот всех мер должна покрывать весь частотный диапазон калибровки (см. п. Расширение диапазона частот калибровки с использованием подклассов);

•использование Multiline опции TRL калибровки, в которой также используется несколько линий различной длины, но при этом полоса частот не разделяется на поддиапазоны. Вместо этого все линии используются одновременно во всей полосе калибровки.  (см. п. Multiline опция TRL калибровки).

Перед калибровкой необходимо выполнить следующие предварительные установки анализатора: назначить активный канал, установить параметры канала (частотный диапазон, полосу ПЧ и другие), выбрать комплект калибровочных мер.

 

 

 

 

---

---