【应用】在毫米波宽带测量中，Keysight信号分析仪等仪器整体测量精度表现不俗

时间： 2021-05-27 来源：Keysight

仪器测试设备的准确性取决于该仪器的规格。信号分析仪的规格在仪器的输入连接器上有效，仪器将输入连接器上设置为基准面。在测试仪器之外，工程师还需要考虑组件在测试仪器与被测设备之间的路径中产生的影响，因为这种影响可能会降低系统的整体测量精度。

频率响应的重要性

随着带宽的增长和频率的迅速升高（例如已经高达了毫米波的频段），宽带测量中的误差很小，这些都要求RF工程师寻求减少频率响应误差的新方法。响应出现在不同的频率，它会影响相位和幅度响应。为了解决这类问题，信号分析仪提供内部校准程序，以校正其频率响应。

工程师在信号分析仪和被测设备之间的路径中连接电缆，连接器，开关和固定装置时，要知道这些组件会由于频率响应误差而降低测量精度。工程师需要把测量精度的考虑范围从信号分析仪的输入端口（参考平面）扩展到被测设备的测试端口（测量平面），如图1所示。

图1.测试系统的频率响应

校正频率响应

信号分析仪允许工程师配置幅度校正和复数校正（幅度和相位）以消除频率响应。通过校正测试网络中的幅度和相位误差，您可以最大程度地利用测量结果并查看设备的真实性能。

使用信号发生器和功率传感器

信号分析仪允许工程师配置幅度校正和复数校正，包括幅度和相位校正，以校正频率响应。当工程师在进行幅度校正时，他们可以使用信号发生器配合功率计和传感器来测量测试网络的幅度频率响应，如图2所示，然后将校正值输入到信号分析仪。

图2.使用信号发生器和功率传感器进行幅度校正

使用矢量网络分析仪

对于复杂的校正，工程师可以使用矢量网络分析仪对测试网络进行频率响应测量，如图3所示，还可以将测量结果保存为.s2p格式。KEYSIGHT X系列信号分析仪允许您加载.s2p文件并校正幅度和相位频率响应。

图3.使用矢量网络分析仪进行复杂的校正

使用梳状发生器进行复杂的校正

另一种校准策略是使用梳状发生器。梳状发生器是一种通用的接收系统校准器，容易注入所需的校准平面（测试网络的输入）。它产生已知振幅和相位的连续波（CW）tones，如图4所示。图5显示了一个信号分析器，它在测试网络的输出端测量每个tones的振幅和相位，并将它们与已知的振幅和相位进行比较。

图4.梳状发生器产生具有已知幅度和相位的tones

图5.使用梳状发生器进行复杂的校正

使用RCal接收器校准器

U9361 RCal接收器校准器允许工程师将参考平面移至被测设备，这样做可以保证测试接收器系统的校准的准确性，效率和价值。如图6所示，与具有固定tones间隔和较高频率下较低功率的梳状发生器不同，RCal可以更改中心频率，并且梳齿的间距是可调的。这对于在较高频率下测试较宽的带宽非常有用。

图6. RCal接收机校准器产生具有可调中心频率和音调间隔的音调

为了保证只有手掌大小，USB供电和受控的RCal可以保持测试设置的效率，校准器通过USB即插即用功能自动将数据从存储器传输到信号分析仪。分析仪还自动检测校准器上的型号，序列号和选项。通过这种设置这种设置，工程师可以减少校准测试接收器系统所需的工作量和复杂性。图7说明了Rcal的测试设置。图8显示了校正关闭（左）和开启（右）时的EVM性能差异。该图显示，EVM性能从2.89％提高到1.73％。

图7.使用RCal接收机校准器来改善幅度精度和频率响应

图8.带有和不带有校正的EVM性能

RCal允许您在单个设备上为旗舰N9042B UXA信号分析仪校正高达110 GHz的绝对功率精度，幅度平坦度和相位平坦度。RCal无需使用多台设备来校准信号分析仪测量系统。

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