矢量網絡分析儀用于實現精準測量，并且該儀器需支持校準。通常測量需要一套測試裝置，包括網分、一套校準工具，以及一條或多條測量電纜和轉接器等。校準過程采用矢量誤差修正技術，利用已知標準把誤差項都表征出來。因此這些誤差可以通過實際測量被消除掉。消除這些誤差的過程要求這些誤差和測量的質量能在矢量方向被校準。校準后，可實現高精度測量。任何改變都可能降低測量精度。通常溫度的變化、測量電纜的彎曲和移動、振動與飄移等都能影響測量精度。這里將集中討論測量電纜，將闡明電纜的彎曲和移動為什么和如何影響測量精度，以及如何定義測量電纜以評估其對精度的影響。

       通過對整個測量設置的矢量誤差修正，測量電纜的傳輸和反射特性可在幅度和相位中從算法上被消除掉。測量電纜的后續運動會引起內部尺寸的微小變化、絕緣材料的受壓、接觸電阻的改變和屏蔽，所有這些影響因素都會導致傳輸與反射特性的輕微變化。從而使矢量誤差修正不再有效，造成測量精度降低。

【矢量網絡分析儀的測量不確定性】

       不同帶寬的微波矢量網絡分析儀都會在表格或圖表中定義“測量精度”、“典型精度”或“不確定性”。這些值對某類型的網分和校準套件的組合有效，并限于規定的條件，比如信號源功率水平和溫度范圍等。通常不包括測量電纜。

圖1顯示了高端網分結合一套選定校準件的“傳輸不確定性”值

表1根據圖1內容列出了從0到20dB范圍的損耗不確定值

【測量電纜詳述】

       為高端網分而設計的測量電纜稱為測試端口電纜。它們的目的是在對接特定的測試設置時，可以頻繁移動和彎曲，并且經常加鎧甲保護，以防止受機械壓力的破壞。表2顯示了工作頻率高達40GHz的測量電纜的特性。除了硬性指標外，通常會提及“典型值”，有時在頻段上也分等級。請注意這些指標會隨著電纜長度而改變，但對不同彎曲狀態是有效的。“插損穩定性”、“衰減穩定性”和“幅度穩定性”表達的是同一個意思。

       對比表1中網分傳輸不確定性和表2中測量電纜的傳輸特性時，網分S21幅度不確定性對應于測量電纜插入損耗的穩定性（典型值或峰值），網分S21相位不確定性對應于測量電纜相位穩定性。如果測量電纜用在網分的兩個端口，那么必須再次考慮電纜性能。

       在這個例子中，測量電纜在全頻帶對相位的影響是顯著的，在低頻部分主要對幅度有明顯的影響。對于兩根測量電纜，在中頻和高頻時的幅度被網分和測量電纜的影響是相似的。

       在測量電纜里反射測量也會受影響。通常，反射幅度的變化與回損表現一樣，也需要進行評估。我們不在這里討論網分不確定性和測量電纜影響之間的詳細對比。

       在常規測試任務中，根據可接受的測量不確定度，我們有必要更具體地去評估單體測量電纜的影響，比如在頻率范圍和彎曲條件下如何減少整個測試的不確定性。

【電纜穩定性測量描述】

       測量電纜的基本電氣特性是插入損耗和回損。在網絡分析儀應用中，由于電纜穩定性的影響是十分重要的，下面我們將描述對網分測量應用中如何定義端口測試電纜的插損、相位和回損的穩定性。

（1）兩端口測量

       正確的方法是使用機械固定的兩端口網分校準。當然，在彎曲和移動方面僅容許有限的自由角度。當網絡分析儀的兩個測試端口裝上長的非固定的測量電纜，這個測量電纜包含在網分校準里，這時這種情況會得到緩解。這時，屬于網分的測量電纜會對測量有不確定性貢獻。

（2）單端口測量

       單端口測量能克服這些問題，并提供在彎曲和移動上的自由度。屬于網分的測量電纜不再需要或可以機械固定。指南VDI/VDE/DGQ/DKD 2622第198部分描述了用測量電纜連接到校準的網分端口的單端口測量。

       羅森伯格使用了一種不同的方法。測量電纜連接到未校準網分測試端口上，網分的校準在電纜的自由端完成。在評估傳輸穩定性測量的結果上這個設置是相同的，并且具有一定的優勢，因此測量的不確定度顯著減少。這種做法對于長線和高頻帶寬是有益的。

（3）傳輸穩定性

       基本設置是用校準標準短路器去終止測量電纜的自由端。把測量電纜放在參考位置并用網分“trace math”功能去標準化兩個不同蹤跡的回損和反射相位。測量電纜必須彎曲并移動到一個不同位置。回損和反射相位必須除以2以得到損耗和相位的穩定性。這是因為測量信號從網分發出經過測量電纜傳輸并通過校準短路器返回到網分。它包括兩倍電纜不穩定傳輸。跟蹤處理和所有數據程序都可在一個外部電腦上完成。

（4）反射穩定性

基本設置是用一個校準標準負載去終止測量電纜的自由端。把測量電纜放在參考位置并用網分“trace math”功能或一個外部電腦，去標準化測量的回損。測試過程中電纜必須彎曲并移動到不同位置。

（5）彎曲條件

       羅森伯格測量電纜是專為網分應用而設計的，并定義了彎曲90度和放松狀態（3次90度彎曲后的原始位置）時的指標。這是四種不同方向的測試。90度彎曲表現了雙端口網分校準和測量之間在電纜方向上的典型變化。彎曲過程如下：

       1次90度彎曲測試。測量電纜彎曲成9個位置進行測試：直、上、直、下、直、左、直、右、直。我們會評估從位置1到2、2到3、3到4依次變化的值。圖2至圖4顯示了示例結果。

       3次90度放松測試。測量電纜彎曲到7個位置進行測試：直、上、直、上、直、上和直。位置1到7都會測試并計算結果。對于向下、向左和向右的方向重復這一過程。

（6）測試舉例

       經過三年多的實驗室使用，對測量電纜的傳輸和反射穩定性進行了評估。圖2中綠色實體線和點劃線顯示了從直線位置彎曲到向下位置又重回到直線位置的狀態。對兩個數列來說，除了相反方向，相位變化數量是相同的，符合預期。藍色曲線顯示向上方向的數列狀態，但是幅度只有一半。

       彎曲到右邊位置對應于測試電纜的“自然彎曲”，相位變化小。生產后的同軸電纜通常表現出“自然彎曲”。同軸測試電纜具有一個非直線形狀。當彎曲到這個方向時，測試電纜通常會顯示更佳的穩定性。對于大多數精密網分測量來說，應當考慮在穩定性更佳的方向上進行彎曲。

（7）測量點數

       測量點的數量經常不包含在圖表、測試圖或其它營銷材料中。然而，沒有正確的小測量點數，就無法檢測到尖峰。尖峰是沿著電纜可重復的不連續的結果。在VDI/VDE/DGQ/DKD 2622第19部分8和IEC 60966-1 8.1.2章節9中，有計算檢測尖峰的小點數的公式（圖5和6）。尖峰的測量描述如下：“電纜總成可能有狹窄的回損尖峰。對于連續的網絡分析儀系統，掃描比應當足夠低。對于數字網絡分析系統，測量點數應當足夠多，以解決后面的回損尖峰。”圖6比較了305、610、1220、2440和4880測量點數的測量結果。尖峰在3.7GHz到4.2GHz是可見的。使用下面公式：

       波長65.6mm時，εr≈1.45

       半個波長就是65.6mm除以2等于32.8mm。在這個例子中電纜的編織是8股12節距的。1個節距完整的轉一圈的距離是28mm。電纜的傳輸速率推導出電長度大約是33.7mm。如圖7所示，造成尖峰的原因是一個強烈的卷起的電纜截面。

       較小的測量點數是：

       其中：

       n=起始頻率到終止頻率的測量點數數量

       fStart=測量范圍內低的頻率，單位MHz

       fStop=測量范圍內高的頻率

       LCable=射頻測量電纜的物理長度，單位m（忽略相對介電常數）

       傳輸速率的定義：

       其中△f是頻率的增量峰值，kv是速率。

【電纜組件的操作及注意事項】

       對配連接器匹配是影響性能的顯著因素。損壞的連接器會對設備造成不可逆的破壞。在測試前推薦使用量具來檢查連接器的參考面（圖8）。中心針突出是嚴重的問題，如果它太長會引起損壞，如果太短則會得到較差的電性能，必須使用正確的力矩扳手達到重復的可靠的接觸而不破壞。存儲環境應遠離陽光輻射，避免溫度變化和高濕度環境。正確的存儲環境和保護帽的使用能延長壽命。

拽扭曲和自由浮動等小化機械壓力的重要因素。

【結論】

       應用于網絡分析儀測試的電纜在精度和重復性方面有顯著的提高。如反射、衰減和相位長度等射頻特性都是關鍵因素。測試電纜應在常規的狀態下測試，如果不能達到規格指標應及時更換。正確的保護和操作電纜才能達到高精度以及實現重復使用。