本文部分術語：

ED(e00): 方向性誤差

ES(e11): 源匹配誤差

ER(e10e01): 反射跟踪誤差

e22: 負載匹配誤差

T1/T2(e10e32): 傳輸跟踪誤差

SOLT: Short-Open-Load-Through

SOLR: Short-Open-Load-Reciprocal

TOSM: Through-Open-Short-Match

      據筆者所知，很多網分使用者在校准上都會存在一些誤解，認為只要校準件選擇對了就萬事大吉了，殊不知校準件的選擇只是正確校准開始的第一步，對於最終測試結果準確無誤的保障還遠遠不夠。下面就為大家介紹一下網分校準使用中錯誤發生較多的一處---應該使用未知直通校準的地方卻錯誤使用了SOLT校準。那麼未知直通(SOLR)和SOLT究竟有什麼差別呢?這大概要從兩種校準算法的起源講起。

       早期矢網的校準是一個非常漫長而復雜的迭代計算過程[1]。直到1971年，由Kruppa和Sodomsky[2]第一次用8項誤差模型(並非現在大家熟知的8項誤差模型)清楚地描述了二端口矢網的校準方法，才有了利用誤差對測試數據修正的直接計算方法。 Kruppa和Sodomsky的方法使用open、short、load以及thru標準件的測試結果標定了每個端口的ED、ES、ER三個反射誤差項，以及T1、T2兩個傳輸誤差項。隨後惠普(現在的keysight)在1978年對這個誤差模型做了進一步修改[3]，成為後面大家更為熟知的10項誤差模型，相應的校準方法也被命名為SOLT或者TOSM校準算法並一直沿用至今。

圖一10項誤差模型

       隨著1974年Engen和Hoer[3]提出的TRL校準方法，兩端口矢網8項誤差模型(7項誤差模型)第一次被引入到矢網校準方法裡，對以後的矢網校準算法產生了極大的影響，我們今天要介紹的未知直通校準(SOLR)就是源自於這種誤差模型。 8項誤差模型不同於10項誤差模型的地方在於它引入了第四個接收機(早期10項誤差模型的矢網只需要3個接收機)，它可以利用第四個接收機帶來的額外測試結果來確定校準標準件的部分未知參數；即使用部分已知參數的標準件就可以對矢網進行校準，而不需要像10項誤差模型那樣必須知道標準件的所有參數。

圖二8項誤差模型

圖二中的8個誤差項在實際計算中可以通過歸一化合併為7項，因此8項誤差模型也可以叫7項誤差模型。

       所以，未知直通校準(SOLR)和SOLT不一樣的地方就體現在不同誤差模型對於校準標準件已知參數要求的差異上。 SOLT源自於10項誤差模型需要建立10個方程來解出10個誤差項，10個方程就代表需要10個標準件的已知參數；而未知直通源自於8項(7項)誤差模型，所以只需要建立7個方程。所以除了6個單端口標準件反射參數以外，SOLT還需要知道直通標準件完整的4個S參數才能對矢網進行校準；而未知直通校準不需要對直通標準件參數完全已知只需要知道直通件滿足S21=S12關係即可，這也是為什麼未知直通校準叫這個名字的原因。

表一SOLT與SOLR標準件已知參數對比

      在網分實際使用中，一部分校準套件(比如常用的85033E)並不會提供一個參數完全已知的直通校準件，因此大部分使用者都會用一個轉接頭來代替直通校準件。而這時候如果使用者對校準算法不加以選擇，繼續選擇默認的SOLT校準方式就會帶來嚴重的校準誤差，這是因為在這類校準套件中的直通件定義通常默認為S11=0, S22 =0, S21=0, S12=0(Flush Thru)，即一根沒有損耗，沒有時延完全匹配的"0"傳輸線。

圖三兩端口同極性

        為什麼實際的網分產品中會出現這樣理想的直通校準件定義呢？這是因為這種直通件是應用在兩個端口的極性不一樣(一個端口陽性、一個端口陰性)，兩個端口可以直接對接的情況下，這時候由於兩個校準端面直接接觸本身就不需要直通件轉接，所以直通件就是一個理想的"0"。

        而實際使用中大部分情況下矢網的兩個端口都是同極性的接口(因為DUT的接頭是同極性)，這時候使用到直通標準件(轉接頭)本身就不會是理想的"0"，既有插損也有時延還有反射。所以這時候如果仍然選擇SOLT校準就會因為直通件偏差來帶校準不准確性，主要體現在測試結果插損和相位(時延)的誤差上。

圖四兩端口不同極性

       但是如果我們知道轉接頭這種無源器件的互易性(S21=S12)以及上文講到的未知直通校準方法使用的條件，就可以自然而然的想到未知直通校準算法在這種情況下可以更準確地得到網分的誤差參數從而得到更準確的DUT測試數據。

[1] R.A. Hackborn, “An automatic network analyzer system,” Microwave J., vol. 11, pp. 45–52, May 1968.

[2] W. Kruppa and K.F. Sodomsky, “An explicit solution for the scattering parameters of a linear two-port measured with an imperfect test set,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-19, no.1, pp. 122–123, 1971.

[3] D. Rytting, “Advances in microwave error correction techniques,” in Proc. Hewlett-Packard RF and Microwave Measurement Symp. and Exhibition, June 1987, pp. 6201-6302.

[4] G.F. Engen and C.A. Hoer, “Thru-reflect-line: An improved technique for calibrating the dual six-port automatic network analyzer,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 27, no. 12, pp. 987–993, 197

[5] D. Rytting, "Network Analyzer Error Models and Calibration Methods"

[6] http://na.support.keysight.com/pna/help/latest/S3_Cals/Calibration_THRU_Methods.htm