SOLT校準（Short-Open-Load-Thru）是微波（bō）網絡（luò）分析儀（VNA）最常用的校準方法之一，適用於雙端口網（wǎng）絡（如濾波器（qì）、放大（dà）器、連接器等）的測量。其核心目標是通過已知的標準件（Short、Open、Load、Thru）消除係統誤（wù）差（如方向性誤差、源匹配誤差（chà）、反射跟蹤誤差等），從（cóng）而獲得被（bèi）測器件（DUT）的真實S參數。
一、SOLT校準（zhǔn）的基（jī）本原理
誤差模型
VNA的測量誤差可表示（shì）為：
測（cè）量值=真實值×誤差因子+誤差項
通過SOLT校準，可（kě）確定並消除這些誤差因子。
- 標準件定義
- Short（短（duǎn）路）：反射（shè）係數 Γ=−1
- Open（開路）：反（fǎn）射係數 Γ=+1
- Load（負載）：反射係數 Γ=0（通常為50Ω匹配負載）
- Thru（直通）：傳輸係數 S21=1,S12=1
- 校準目標
確定12項誤差係數（6項反射誤差（chà）、6項傳輸誤差），從而對DUT的測量結果進行誤差修正。
二、SOLT校準（zhǔn）流程
1. 準備工（gōng）作
- 設備檢查：確保VNA已預熱，校準件（jiàn）（Short、Open、Load、Thru）清潔且無損壞。
- 連接設（shè）置：
- 將VNA的兩個端口（Port 1和Port 2）通過（guò）校準套件（jiàn）連接。
- 選擇適當（dāng）的頻率範圍和功率電（diàn）平。
2. 執行校準步驟
| 步驟 | 操作 | 目的 |
|---|
| 1. Short | 將Port 1和Port 2分別（bié）連（lián）接Short標準件，記錄反射係數。 | 消除方向性誤差和反射跟蹤誤差。 |
| 2. Open | 將Port 1和Port 2分別連接Open標準件，記錄反射（shè）係數。 | 消除（chú）方向性誤差和（hé）反射跟蹤誤差。 |
| 3. Load | 將Port 1和Port 2分別連接Load標準件，記錄反射係數。 | 消除源匹配誤（wù）差（chà）和負載匹配誤差。 |
| 4. Thru | 將Port 1和Port 2通過Thru標準件直連，記錄傳輸係數。 | 消除傳輸跟蹤誤差和隔離度誤差。 |
3. 注意事項
- 順序要求（qiú）：通（tōng）常按Short-Open-Load-Thru順序進行，但部分VNA支持自定義順（shùn）序。
- 重複性：每個標準（zhǔn）件需重複測量多次（如3次（cì）），取平均值以提高精度。
- 頻率點選擇：若校準範圍較寬（如10 MHz - 6 GHz），建（jiàn）議分（fèn）段校準或增加校準頻率點。
4. 保存校準結果
- 校準完成後，VNA會生成校準（zhǔn）係（xì）數（通常存儲為“.cal”文件（jiàn））。
- 建議保（bǎo）存校準數據，以便後續調用或（huò）驗證。
三、SOLT校（xiào）準的（de）誤差來源與改進
- 標準件誤差
- 問題：實（shí）際標準件的反射係數與理論值存在偏差（如Short的電感效應（yīng）、Open的寄生（shēng）電容）。
- 改進：使用高精度校準件（如（rú）Keysight 85033E）或采（cǎi）用TRL校準（Thru-Reflect-Line）。
- 連（lián）接器重複性
- 問題：多次插拔校準件會導致連接器磨損，影響校準精度。
- 改進：使用精密轉接器（如3.5 mm轉（zhuǎn）2.4 mm）或自動化校準模塊。
- 環境（jìng）因素
- 問題：溫度、濕度變化會導致電（diàn）纜長度和介電常數變化。
- 改進：在恒溫實驗（yàn）室中進行校準，或使（shǐ）用溫度補償算法。
四、SOLT校準的應用場景
- 濾波器測試
- 校準後，可（kě）精確測量濾波器的（de）插入（rù）損耗（S21）、回波損（sǔn）耗（S11）和帶外抑製。
- 放大器調試
- 消除測試電纜的損耗，準確評估放大器的增益和線性度。
- PCB信號（hào）完整性分析
- 校準後，可測量PCB走線的S參（cān）數，分析阻抗匹配和串擾。
五、SOLT校準的（de）替代方法
| 方法 | 適用場（chǎng）景 | 優點 | 缺點 |
|---|
| TRL校準（zhǔn） | 非同（tóng）軸結構（如波導、PCB） | 消（xiāo）除標（biāo）準件誤（wù）差 | 需要精（jīng）確的延遲線 |
| LRM校準 | 高精度要求（qiú） | 減（jiǎn）少標準件數量 | 操作複雜 |
| 增強響應校準 | 高頻（pín）段（如（rú）毫米波） | 適用於開（kāi）路/短路不可用的情況 | 僅適用於單端口 |
六、總（zǒng）結
- SOLT校準的核心：通過已知的標準件消除係統誤差，提升測量精度。
- 關鍵（jiàn）步驟：Short-Open-Load-Thru測量，順序和重複性（xìng）至關重要。
- 局限性：標準件誤差和環境因素可（kě）能影響結果，必要（yào）時（shí）需結合TRL或LRM校（xiào）準（zhǔn）。
通過（guò）正確執行SOLT校準，可確保微波網絡（luò）分析儀的測量結果（guǒ）準確可靠，為射頻和微波器件的設計與驗證提供堅實基礎。
