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Fehlerfortpflanzung bei der LRL- oder TRL-Kalibrierung eines vektoriellen Vierstellen-Netzwerkanalysators

30.12.2005

Zur Ermittlung der Fehlerterme vektorieller HF-Netzwerkanalysatoren (VNA) im 7-Term-Fehlermodell wird häufig das LRL- oder TRL-Kalibrierverfahren (Line-Reflect-Line bzw. Through-Reflect-Line) als Präzisionkalibrierverfahren angewandt. Die in den kommerziellen LRL- bzw. TRL-Kalibriersätzen vorhandenen Kalibrierelemente sind aber nicht ideal: Bei Durchverbindungen (Through) und den benutzten Luftleitungen (Lines) können Übergangswiderstände, HF-Verluste, Stufen in der Querschnittsgeometrie und Fremdkörper Änderungen ihrer Reflexions- und Transmissionseigenschaften gegenüber dem Idealzustand hervorrufen. Ferner können die Reflexionsfaktoren der Reflects ungleich groß sein. Die Annahme idealer Kalibrierelemente bei der geräteinternen Auswertung führt dadurch zu Abweichungen der errechneten Fehlerterme von ihrem wahren - durch die VNA-Hardware definierten - Werten und damit zu Messabweichungen der S-Parameter der Objekte, die nach der fehlerhaften Kalibrierung mit dem VNA gemessen werden. Diese Messabweichungen, die insbesondere bei stark fehlangepassten Messobjekten recht groß werden können, wurden in einer umfangreichen theoretischen und experimentellen Studie als Funktion der Abweichungen der S-Parameter der Kalibrierelemente von ihren Idealwerten bestimmt.