包括PCS与蜂巢式移动电话在内的许多产品，它们的组件与子系统都不断地小型化，因此几乎不再使用同轴接头做为内部互连的方法。这些产品中的带通滤波器可能只有几公分长，并且直接固定在PC电路板上，而不使用任何接头。于是在使用向量网络分析仪来评估组件的特性时就会产生问题，因为分析仪将没有一个详细量测过特性的接口(待测组件的接头)可以连接。

测试夹具则可以解决这个问题，只要它制造精良、特性完全已知，而且其效应可以从量测结果中消除，便是一个理想的解决方案。夹具必须经过校准，通常是透过一种「短路-开路-负载-穿透」(Short-open-load-through;SOLT)的校准技术来执行。对于评估移动电话的带通滤波器所用的夹具执行校准，提供了一个很好的范例，可以让我们了解必须考虑的一切细节及整个过程。

在(图一)中显示一个用于测试带通滤波器的范例[SF1]夹具。这个夹具的SMA接头就是网络分析仪的接口，而「弹簧」型的接头则可以连接待测滤波器。夹具在放置好穿透标准的时域中的特性，显示于(图一)b。夹具的转态可以轻易辨识出来，光标1和4分别显示SMA输入与输出接头的转态，光标2和3则显示输入与输出的「弹簧」接头的转态。在光标2与3之间是穿透标准的反射系数，可用来计算传输线的阻抗。

《图一 带通滤波器测试夹具，以及当穿透标准位于适当的位置时，该夹具在时域中的特性》

在时域中，网络分析仪的闸功能可用来移除量测结果中，从夹具取得的数据以外的其他所有数据。至于夹具的匹配情形，稍后可在频域中利用闸功能来加以分析(图二)a。此时，闸的起点是SMA转态，终点是输入的「弹簧」接头。图二b显示启动闸功能时，夹具的频率响应。2GHz的匹配大约是25dB。如果滤波器的匹配是20dB，则量测的不确定性会很高，通常会以涟波的形式出现在数据轨迹当中。

《图二 使用闸功能时，在时域中检视到的夹具匹配，以及它的频率响应》

置入夹具的标准

置入夹具(In-fixture)的一组标准包括短路、开路、负载和穿透，它们的大小和DUT一样，因此可以在校准时置入夹具中。「弹簧」接脚也可以根据标准和DUT，进行同样程度的压缩，这将有助于定义量测平面。定义量测平面是校准过程中很重要的一环，因为它是分析仪进行量测之所在。因此，仔细地决定这个点，可确保在量测平面之前所发生不想要的电气特性，不会包含在结果中。量测平面最好是在DUT的RF连接处。

短路标准是指一个导电材料区块，开路标准则是一个非导电的介电区块。负载标准包含2个平行的100Ω电阻，连接到端点为金属接面的短路微带线(Microstrip Line)，此金属接面是置入夹具时「弹簧」接脚所接触的地方，在此接脚只会接触金属接面。使用平行电阻可以降低串接电感，进而加强负载组件的性能。穿透标准是一条微带传输线，在置入夹具时可将两个「弹簧」接脚连在一起。

校准标准的特性必须先决定好，而且这项电气数据(会形成校准套件定义)也必须输入网络分析仪，以便执行必要的误差修正措施。这项校准数据报括阻抗、频率、损耗、延迟、边缘电容及电感的值。举例来说，开路标准可能会在与夹具的接口处产生偏移，因此这项信息会以偏移延迟、偏移阻抗和偏移损耗输入。开路标准也可能在开路连接处产生「边缘」电容，这一部份同样也必须包含进来。其他标准也拥有必须量测及输入分析仪的类似特性。

标准的特性分析

第一步就是在低损耗弹性微波缆线，在与测试夹具配对的接头中形成阻抗匹配的位置执行校准。执行校准时，必须在分析仪中使用正确的校准套件和相关的校准套件定义。Agilent 8720ES向量网络分析仪及85052D校准套件与定义档，可用来执行此项校准。接着必须将夹具连接到分析仪，并且放置一个光标在1GHz处。由于偏移延迟方程序要求穿透标准的注入损耗需在1GHz处量测，所以其余的量测也必须在此频率下进行，以达到一致性。开路标准的项目(C0到C3)，在这个频率下不会产生太大的影响。分析仪的设定如下：

开始频率 50 MHz

停止频率 20.05 GHz

点数 401

时域模式 低通步进

校准 双埠SOLT

短路标准被定义为具有统一的反射及180度的相位位移，并且会定义量测平面所在的位置。短路标准必须置入夹具中，分析仪会被设定量测S11，格式则设为相位。

接下来必须调整量测埠1的量测埠延伸，直到光标所出现的相位显示为180度为止。在调整量测埠延伸时，将显示画面的参考值设为180度，可以避免从+/-180度所产生的跳频。测得的结果值代表量测平面的偏移，并且应该加以储存以供往后使用，因为它是定义其余标准的基础。短路的偏移与量测平面的距离为0，因此偏移损耗与阻抗是无关的。

开路标准被定义为具有统一的反射，但没有相位位移。不过实际的开路可能会因为边缘电容，而产生某些相位位移，这个电容与偏移参数都必须加以量测。开路标准会被置入夹具中，量测埠1的量测埠延伸则会使用为短路标准所决定的值。分析仪必须设定量测S11，格式则会变成史密斯图表(Smith Chart)。

如果短路标准在电气特性方面比开路标准还要长，则分析仪会量测电感而非电容。开路的相位似乎是正的，这意谓电容应该是负的(亦即史密斯图表上面的轨迹，会如(图三)所示的逆向旋转(逆时针方向)。如果发生此种情形，偏移长度必须透过量测埠1的量测埠延伸加以调整，就像对短路标准所做的动作一样，直到相位响应变成负的为止。短路与开路的量测埠延伸值之间的差异会是负的，因为开路的量测埠延伸缩短了。这个负值必须输入校准套件定义作为偏移长度，单位是一兆分之一秒。将这个新的偏移摆在适当的位置，现在史密斯图表(图四)就会显示电容而非电感了。

《图三 当短路标准在电气方面比开路短时，所呈现的史密斯图表》

《图四 当偏移在适当位置时，现在史密斯图表就会显示电容而非电感》

边缘电容被视为校准套件定义中的「分路」组件，所以史密斯图表中的光标应改为显示导纳(G+jB)。您应该记录光标设在1GHz时的这个边缘电容(Co)。在频率高达3 GHz左右时，高值位的边缘电容项目C1到C3就微不足道了。边缘电容必须输入校准套件定义中。

穿透标准的偏移参数也必须进行特性分析，包括偏移延迟、偏移阻抗和偏移损耗。量测偏移延迟时，必须将穿透标准置入夹具中，并在穿透的输出「弹簧」接脚这端接上一小截铜线。量测埠延伸应设成从短路标准所决定的值。现在就要开始量测S11参数，而且格式会变更为相位。如同短路标准一样，亦应调整量测埠1的量测埠延伸，直到光标所在的相位显示为180度为止。在调整量测埠延伸时，将显示画面的参考值设成180度，同样有助于避免从+/-180度所产生的跳频。您必须记录光标设在1GHz时的值，这个值与短路标准的量测值之间的差即为偏移延迟。这项延迟必须输入校准套件定义中。

现在分析仪会切换成时域低通步进模式，并且会量测S11。在时域量测中，量测的格式必须设为实数(Real)。分析仪会显示线性反射系数，至于穿透标准的偏移阻抗，则可以透过将光标放在两个「弹簧」转态之间来决定(图五)。反射系数是由方程序1(图六)所定义，Z值(穿透标准的特性阻抗)可以藉此计算出来。

《图六 方程序》