同轴二端口S参数标准装置的建立

1 引 言

    自动网络分析仪是一种大型综合参数测量系统，是目前应用非常广泛的无线电测量仪器。S 参数是网络分析仪的基本测量参数，它包括了反射系数（或驻波）、衰减量、相位等参数。按照 GJB/J 3608-1999《自动网络分析仪检定规程》的要求，建立同轴二端口 S 参数标准装置是规范网络分析仪参数测量的重要工作，对实现网络分析仪测量参数的检定，保证电子产品研制的质量具有十分重要的意义。

2 组成及依据

    同轴二端口 S 参数标准装置主要由标准衰减器、标准空气线、标准失配负载和矢量网络分析仪组成，接头型式为N 型。

    测量方法：依据GJB/J 3608-1999《自动网络分析仪检定规程》。

    环境条件：温度（23 ℃±5 ℃），相对湿度≤80%.

    经定标的标准衰减器、标准空气线、标准失配负载的参数适用于对被检网络分析仪进行量值传递。其中标准失配负载用来考核网络分析仪对 S11的测量准确度，它们由驻波比为 1.1、1.5、2.0 的一组反射器件组成；标准衰减器用来考核网络分析仪对S21幅度测量的准确度，它们由衰减量值不同的一组衰减器组成；空气线用来考核网络分析仪对 S21相位测量的准确度；矢量网络分析仪用于标准件定标数据的核查及各种微波标准件的检定。图 1 为网络分析仪同轴二端口 S 参数量值检定系统。

2.1 测量标准性能

    （1）标准衰减器：42N-20

    衰减量：20dB±0.6dB

    （2）标准衰减器：42N-50

    衰减量：50dB±1.1dB

    （3）标准空气线：2503E

    频率范围：DC～18 GHz

    相位范围：-180°～180°U=0.5°（k=2）

    （4）标准失配负载：2562B、2562E、2562G驻波比：

    1.1     DC～12.4 GHz ±0.06

               12.4 GHz～18 GHz ±0.08

    1.5     DC～8 GHz ±0.08

              8 GHz～12.4G Hz ±0.09

              12.4 GHz～18 GHz ±0.17

    2.0    DC～12.4 GHz ±0.12

              12.4 GHz～18 GHz ±0.22

    （4）矢量网络分析仪

    频率范围及准确度：50 MHz～18 GHz；±1.0×10^-5

    反射系数及不确定度：0～1； 0.008～0.04

2.2 评定结果的使用

    利用该标准装置检定不同网络分析仪的各个参数，给出测量结果时，标准装置的测量不确定度是给出的测量结果的不确定度的一个分量，或是一个主要分量。在符合上述条件下的检定结果，一般可以使用本测量不确定度的评定。

3 同轴二端口S参数标准装置的不确定度评定

    标准装置不确定度的评定是根据标准装置所包含的标准设备，按照规程给出的测量方法，综合标准装置所固有的不确定因素，从而评定标准装置的合成标准不确定度数值和其扩展不确定度数值。现以较先进的矢量网络分析仪 Agilent 8722ES 为例，分析标准的测量不确定度，作为本检定装置的测量不确定度。