网络分析仪及其使用

1、网络分析仪（一）一、概述     对工作在高频的电子电路特性的正确表征提出了某些独特的要求。在高频上，工作波长变得可与电路元器件的实际尺寸相比拟，这便导致电路性能呈分布属性。与其描述特定电路节点处的电压和电流，不如描述传输媒质中的电波如何对其路径上的元件作出相应更为适当。网络分析仪是为精确和高效率地表征射频（RF）元件随频率变化的特性而发展起来的一类仪器。    网络分析仪是通过在所考察频率范围内的激励-响应测试来建立线性网络的传递和（或）阻抗特性的数据模型的过程。在高于1MHz的频率上，集总元件实际上变成由基本元件加上寄生

2、现象，如杂散电容、引线电感和未知吸收损耗组成的“电路”。由于寄生现象取决于各个别器件及其结构，故它们几乎不可能被预示。高于1GHz时，元件的几何尺寸可以与信号波长相比拟，从而增强了由于器件结构而引起的电路性能变化。网络分析一般局限于确定线性网络。因为线性条件的约束，受正弦波激励的网络产生正弦波输出，故正弦波测试是表征幅度和相位随频率变化的理想方法。二、元件特性    射频（频率低于3GHz）能量或微波（频率在330GHz范围）能量可以比作光波。入射到被测件（DUT）上的能量或是被器件反射，或是通过器件传输（如下图）。  入射到被测件上的波的反射

3、特性和传输特性通过测量两个新产生的波之间的幅度比和相位差，就可能确定器件的反射（阻抗）特性和传输（增益）特性1、反射和传输    有许多用来描述这些特性的术语。某些特性只利用幅度信息（标量）。而另一些特性则包含幅度和相位两种信息（矢量）。若器件上的入射波表示为VINCID，则VINCID与IINCID之比称为传输系统的特性阻抗Z0，端接传输系统的器件具有所谓负载阻抗ZL的输入阻抗，于是，几个重要的器件特性可以定义为：反射术语：=VREFLEC/VINCID=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)      式中为器件反射系

4、数；VINCID为测试器件上的入射波；VREFLEC为测试器件上的反射波；Z0为传输媒质的特性阻抗；ZL为测试器件的阻抗。=式中，为反射系数的幅度；为复反射系数。式中SWR为传输媒质上电流或电压的驻波比；=反射系数的幅度。 式中ZL为负载的复阻抗；为复反射系数；Z0为传输媒质的特性阻抗。回波损耗（dB）=-20log式中，为反射系数的幅度。   传输术语：传输系数=VTRANS/VINCID式中，VINCID为被测件上的入射波；VTRANS为通过被测件的传输波。插入损耗（dB）=20log（VTRANS/VINCID）增益（dB）=20logVTRANS/VINC

5、ID           式中，VINCID为被测件上的入射波的幅度；VTRANS为通过被测件的传输波的幅度。插入相位=VTRANS-VINCID           式中，VINCID为被测件上的入射波矢量的相对相角；VTRANS为通过被测件的传输波矢量的相对相角。2、散射（S）系数   许多元件测量都具有二端口网络，如放大器、滤波器和电缆。这些元件的特性通常用来确定作为更复

6、杂系统的一部分的特定器件将起何作用。为了提供射频环境下对全二端口网络建立模型和分析的方法，定义了散射（S）系数（如下图）。被测件的散射参数测量    这是一种与低频Z或Y模型相似的表征方法，只是它利用入射波、传输波和反射波来表征器件的输入端口和输出端口，而不是利用在高频上不能测量的电压和电流。S参数在一定条件下与其它表征相关。例如S11是在器件输出端具有  理想Z0匹配的条件下等效于器件的输入反射系数IN。器件的S参数表征在测量、模型化和设计具有多个元件的复杂系统等方面起着关键作用。S参数的定义还使它们能够用网络分析仪进行测量。三、网络分析系统的组成部分

7、    网络分析仪测量系统可以分成四大部分，即提供入射信号的信号源、用来分离入射信号、反射信号和传输信号的信号分离器件、将微波信号变为较低的中频（IF）信号的接收机以及用于处理中频信号和显示检测出的信息的信号处理器和显示器部分（如下图）。网络分析仪测量系统的主要组成部分     1、信号源信号源（射频或微波）产生用于激励测试器件的入射信号。测试器件的响应是反射一部分入射能量和传输余下部分能量。通过对信号源的频率扫描，可以确定器件的频率响应。频率范围、频率稳定度、信号纯度、输出功率电平和电平控制是可能影响测量的因素。用于网络分

8、析仪测量的信号源大体上有两类，即扫频振荡器和合成扫频振荡器（包括合成信号发生器）。扫频振荡器的成本低，但它的频率精度和稳定度远远不及合成器。若器件响应在扫频发生器的剩余调频频谱范围内显著改变，便应利用更稳定的信号源，如合成器或合成扫频振荡器。此外，若器件的相位响应随频率迅速改变（即电气上的器件，如长电缆），便应利用频率稳定的信号源，如合成器来避免频率漂移。     2、信号分离测量过程的下一步是对入射信号、反射信号和传输信号进行分离。分离之后，就能测量它们各自的幅度和（或）相位差。这一点可以利用定向耦合器、电桥、功分器乃至高阻抗探头完成。下图给出可能的传

9、输测量配置。传输测量配置定向耦合器是一种由两路耦合器传输线构成的器件，传输线配置成使能量在一个方向上通过主端口时可将能量耦合至辅助端口，而相反方向则不能把能量耦合至辅助端口。定向耦合器在主线路径上的损耗通常相当小，因而对入射功率产生小的损耗。定向耦合器的结构见下图。定向耦合器的耦合特性耦合臂只对行进在一个方向的信号取样。耦合信号处于降低了电平，降低电平的大小称为耦合系数。20dB定向耦合器意味着耦合端口的电平比输入低20dB，相当于入射功率的1%。余下的99%入射功率都通过主臂传送。定向耦合器的另一个重要特性是方向性。方向性定义为正向检测出的型号与反向检测出的信号之差。方向性不理想的原因是信号

10、泄露、耦合器内部负载的反射及连接器的反射。典型定向耦合器将以30dB的方向性工作在几个倍频程范围。二电阻功分器（如下图）用于对入射信号或传输信号取样。二电阻功分器    输入信号平均分配到两个臂上，每个臂的输出信号（功率）都比输入低6dB。功分器的主要应用是使测量有极好的源匹配。如果功分器输出的一臂接到参考检波器上，而另一臂经过被测件通向传输检波器，则传输与入射的比值显示的效果是使功分器中的电阻器决定了测量的等效源匹配，在功分器之前所有对源匹配的其它影响皆被取比值所排除。功分器的带宽极宽，具有优良的频率响应。且在侧试器件的输入端呈现良好的匹配。 

11、0;  在不同于典型50或75的环境中，可以用高阻抗探头进行测量。重要的是探头阻抗要比电路阻抗大，使不会发生不需要的加载。    下图示出了反射测量的装置。反射测量需要一个定向器件。分离入射信号和反射信号可以用双定向耦合器或电桥完成。其重要差别在于所涉及的功率电平。定向耦合器的主臂损耗较小，而电桥则趋向于在宽频范围内有较好的响应，因而更经常使用。反射测量配置3、接收机接收机提供将射频或微波信号变换成较低的中频或直流信号，使能进行精确检测的手段。网络分析仪中采用的接收机技术大体上有三类（如下图）。     最简单的技

12、术是利用二极管检波器作为宽带检测器，它将所有入射能量变换成与入射到二极管上的功率成正比的直流信号。另外两类接收机是利用基波混频和谐波混频输入结构将射频信号变换成较低频的中频信号的宽带调谐接收机。调谐接收机具有窄通带的中频滤波器，用来抑制杂散信号并压低接收机的本底噪声。利用宽带二极管检波器的接收机用在标量网络分析仪中，而调谐接收技术则用在矢量网络分析仪中。标量系统是最经济的测量，实现起来最简单。矢量测量系统（调谐接收机）有最宽的动态范围，不受谐波响应和寄生相应的影响，且能测量输入信号的相位关系。此外，还提供使测量更精确的进行更复杂校准的能力。4、处理器/显示器   

13、  检测出射频后，网络分析仪必须处理检测出的信号并显示测得的量值。网络分析仪是利用了一个参考通道和至少一个测试通道的多通道接收机。可以测量通道内的绝对信道电平、通道之间的相对信号电平（比值）或通道之间的相对相位差，视分析仪而定。相对比值测量通常以dB为单位，dB是未知信道（测试通道）与所选择的参考信号（参考通道）的对数比。这就能测量既有高电平，也有低电平电路响应的变化时使用仪器的整个动态范围。例如，0dB意味着两个信号电平具有为1的比值，而±20dB则意味着两个信号之间的电压比为10：1。所有网络分析仪的相位测量都是相对测量，这时认为参考通道信号具有零相位。然后，分析仪测量

14、其余通道相对于参考通道的相位差。四、测量精度    任何网络分析仪测量的规定精度是对被测器件和用于测量的特定的网络分析仪系统两方面必须考虑的许多因素的结果。只要可以确定误差源并了解测量方法的理论模型，便能确保最终结果的精度。所得到的不确定度不仅随测量系统而变，而且也随被测件的参数而变。下图是为了确定任何特定测量中的不确定度大小所必须考虑的因素的图解。影响测量不确定度和给定网络分析仪性能的误差源1、不确定度    用于计算任何测量不确定度的模型和分析方法都归结为一个测量误差源的函数的表示式。最终不确定度的典型表示式具有下列形式：Mag

15、uncert=Systematic+Random2+(Drift+stability2)1/2式中Mag uncert为幅度测量的不确定度；Systematic为测量系统的系统误差；Random为测量系统的随机误差；Drift+stability为器件或测试系统的漂移特性。   在这个表示形式中，系统误差是以最坏情况的方式相加，随机误差、漂移误差和稳定性误差则用平方和的平方根（RSS）方式表征，如表示式中的第二项所示。对于一个特定测试系统，了解这些误差的来源和大小对确定所进行的测量的质量是至关重要的。 系统误差是在校准之后不会发生变化的误差且在测量期间维持稳定。系

16、统误差与实际测试系统复现理想激励响应测试环境的好坏程度有关。因此，测试系统的剩余方向性、对直通响应的统调以及等效源和负载匹配是可能导致误差的真实系统的测量特性。一个简单的例子是等效源匹配的误差，若测试系统的信号源不是理想匹配的，则被测件的反射波将被非理性源再次反射，并作为第二个入射波返回被测件，其结果是由于在测试源与被测件之间的多次反射造成的可能测量误差，这个误差的确是随造成多次反射的两个失配的幅度而变，有许多不同的方法可用来改善这类系统误差。在等效源匹配的情况下，在测试端口增加一个固定的衰减器或进行单端口系统校准是能改善视在失配的两种方法。另一类系统误差与特定网络分析仪系统的检测处理有关。动

17、态精度是大多数测量系统配置中的主要考虑因素。动态精度与接收机在大的幅度范围内精确检测信号的能力有关。在确定接收机可能测量的信号范围时，最大输入信号受接收机输入装置中的压缩限制，而可能检测的最小信号则受接收机本底噪声或受测量硬件中通过不希望路径的信号串扰和漏泄的限制。信号检测电路的固有线性取决于所用接收机检波器的类型。为了解决各种系统误差问题具体选用何种校准方法，取决于被测件的特性和用于测量的特定网络分析系统。2、随机误差随机测量误差的主要来源有噪声源、连接器的重复性和电缆的稳定性。在任何系统中都存在若干噪声源，系统的灵敏度取决于接收机前端下变频器或检波器的噪声。信号源的频谱纯度和接收机本振可能

18、将噪声增加到数据流上。具有可变检测带宽和数据平均的接收机装置提供了减小噪声的某些方法。一般矢量网络分析仪的接收机具有这个功能，用户可以设定接收机的中频带宽，在灵敏度和接收机的扫描速度之间作折衷考虑。连接器的重复性可能依所用连接器系统的质量而有显著变化。在每种连接器标准中，对所使用的元件存在着不同的质量等级。它们通常被分为工业用连接器、仪器用连接器和精密连接器。相应的元件的成本、容差和射频性能也有所不同。在任何连接器类别中，精密连接器的重复性可能大于60dB，而工业用连接器的重复性则可能小于30 dB。在任何部分特定情况下，连接器的重复性可以通过进行多次连接并测量数据最终的差别来确定。分析应在大

19、量的样本的基础上进行，并用统计方式加以表征。  电缆是一个主要误差源。若校准之后不移动电缆，则误差一半很小，但这不是系统的典型应用情况。典型情况下，传输相位误差将大于幅度误差。在测量要求极小的移动时，硬线电缆往往更稳定。但若电缆必须经常移动，则优质柔软性电缆是必不可少的。  漂移和稳定性体现了系统内随时间和温度所发生的变化。这类误差的典型来源可能归因于接收机的下变频和检波随温度而变化。网络分析仪测量系统的许多比值能帮助常用工作方式摆脱对飘移的潜在敏感性。解决这个误差源问题的最适当的办法是，从利用最稳定的硬件着手并在随后经常对测量进行重新校准，以避免在特殊测量环境中

20、出现的一些问题。网络分析仪（二）一、标量网络分析仪      标量网络分析系统中最独特的元件是用作射频功率检测器件的二极管检波器。这样便可实现对射频特性的十分经济宽带幅度测量。        1、二极管检波器      二极管检波器将射频信号变换为成正比的直流电压。若信号是调幅信号，则二极管将恢复该调制信号。二极管检波器可能具有很宽的带宽（10MHz50GHz）、快的响应时间和达76dB的动态测量范围。典型的检波器回波损耗为2

21、0dB。二极管具有一个平方律区域，在此区域内，电压输出与功率输出成正比（见下图）。之所以称为平方律区域，是因为电压输出与电压输入的平方成正比。超过某个功率电平，响应便变为线性响应。标量网络分析仪接收机具有补偿这个检波器特性变化的能力，从而扩大了允许的动态范围。二极管检波器的特性      二极管检波方案采用直流检波或交流检波。直流检波器产生与入射到二极管上的功率成正比的直流信号。二极管的输出直接由分析仪计读，在这种情况下，分析仪成为一个具有对数响应的品质优良的电压表。交流检波也产生与入射功率成正比的信号，但射频源是方波调幅源，从而形成检波器的方

22、波输出。     与直流检波相比，交流检波具有消除二极管检波器直流漂移和对温度敏感的好处。此外，交流检波还不受检波器输入端未经调制的信号的影响。交流检波需要射频源调制，这有时难以实现且可能影响被测件的性能。标量分析仪接收机容纳多个（达四个）检波器输入。      在利用宽带检波器时，必须注意一下事实：它们可能对在输入端口出现的处于检波器频率范围内的所有信号起响应。在这种测量情况下，必须注意源的谐波电平和寄生信号。若被测的信号处在检波器的平方律区域，则不希望的信号将附加在功率检测中。在检波器功率响应范围的线

23、性部分，不希望的信号会给线性检测附加上不确定度。       标量分析仪系统中的定向电桥是检波器和信号分离器件的组合。定向电桥的工作很像惠斯通电桥（如下图）。标量分析仪定向电桥     若四个臂的电阻相同（即测试端口=50），则测出零电压。若测试端口的负载不是50，则电桥的端电压与被测件（DUT）的失配（偏离50）成正比。定向电桥具有宽带特性以及很好（40dB）的方向性，但代价是是它们在入射射频通路中具有6dB的插入损耗，这可能影响在被测件上可利用的入射功率大小，因此可能限制传输测量的动态范围。

24、2、反射测量      下图是反射测量校准配置和测量配置图。 校准配置（a）                                  测量配置（b）     对

25、基本反射测量配置中信号流程的分析可以得到反射不确定度的表示式，该表示式考虑了测量校准和随后被测件特性测量过程中引入的任何不确定度。下图示出了反射校准和实际测量的不确定度如何加入总测量不确定度。反射测量的不确定度这种情况的简化不确定度定义方程可以用下式给出=A+BL+CL2            式中，为反射的幅度不确定度；A为方向性；B为校准误差、频率响应、显示器和仪器误差；C为有效源匹配；L为被测件的反射系数。第一个系数是信号分离器件的方向性项。如方向性的定义中所述，它等效于直接泄漏

26、到反射信号检波器的入射能量部分，而与待测的反射项无关。在强反射项的情况下，方向性不是主要关心的问题，但对于回波损耗大的测试器件，方向性则可能是主要误差源。选择方向性比待测的回波损耗大的信号分离器件是重要的。此外，还必须小心对待在反射器件的测试端口输出处所附加的适配器，因为适配器的连接器匹配可能是系统方向性的限制因素。不确定度方程中B项与被测件入射波的直接路径和反射检测器的反射波的返回路径中的误差有关。这一项的频率响应部分可以通过测试端口用短路器（=1）进行归一化测量的方法校准掉。这便减小了频率响应误差，但未考虑显示器和仪器误差，如接收机的动态精度。最后的不确定度项是有效源匹配项C。这是反射波被

27、非理想源重新反射并作为另一个入射波加以测量的结果。这个不确定度项是当被测件具有接近于1的L时的潜在问题。改善等效源匹配的方法有：利用功分器-比值测量配置，改善激励的输出源稳幅或在激励通路内置入缓冲器或衰减器加以改善。在标量系统中，还利用了另一种校准技术，可减小由于方向性误差和源匹配误差之和引起的误差。通过对短路响应和开路响应取平均，可以消除由于方向性误差和源匹配误差之和引起的校准误差。开路和短路平均往往能将校准误差平均掉，从而使B=0。下图示出了开路和短路平均对校准的影响。标量分析仪的开路和短路取平均的特性测量大多数仪器供应商提供的一种很有用的工具是反射计和适配误差计算器。它是一种将方向性、失

28、配、驻波比及不确定度关联在一起的简单器具。方向性可以直接转换为等效于反射系统测量中误差项A的线性项。此外，还可以直接在反射系数、回波损耗和驻波比（SWR）之间进行转换。还可以计算由于多次失配引起的波动大小。这在传输计算以及在反射不确定度的等效源匹配分析中都很有价值。3、传输测量进行标量分析仪的传输测量时，首先对直通参考连接进行校准，然后用被测件代替该直通路径。所得到的传输幅度测量的不确定度是校准测量的不确定度与器件测量的不确定度之和。起主要作用的误差源是源和检波器的失配。频率响应误差通过归一化来消除，但直通校准具有由源匹配和检波器负载之间多次反射引起的不确定度。当插入被测件时，在源匹配与被测件

29、输入匹配之间以及在被测件输出匹配与检波器匹配之间将发生类似的不确定度。下图说明了这些失配是如何起作用的。传输测量是配的不确定度下图示出了实际多重失配不确定度如何相加。失配不确定度模型（s为源反射，1为被测件的输入反射，2为被测件的输出反射，d为检波器的反射）在信号源或检波器前加缓冲衰减器、用稳幅技术改善源匹配或采用功分器-比值测量是可用来改善系统的等效源匹配或检波器匹配，因而降低测量不确定度的各种方法。       4、特殊应用尽管标量网络分析仪的主要应用是线性网络的频域特性测量，但仍有一些它们可以解决的其它应用。例如，可以

30、利用频域测量来计算沿传输结构回波损耗距离的变化。将傅里叶变换分析技术应用于频域信息，可以获得其时域仿真，从而能根据特定传输媒质的传播速度对它按距离进行定标。所得到的输出是传输结构缺陷位置分析的有力工具。在某些标量网络分析仪系统中，可以个别针对检波器的频率响应和动态精度对其特性加以表征，这就使检波器能以功率计的精度来测量功率。有了这样的精度，标量分析仪在测量有源器件如放大器的压缩特性和对幅度的敏感特性时十分有用。此外，利用卓越的功率测量能力和所具有的诸如交流检波之类的技术，标量分析仪在测量变频器件如混频器元件或通信用上、下变频系统元件中，正在获得越来越多的应用。二、矢量网络分析仪基本测量特性&#

31、160; 矢量网络分析仪配置与标量网络分析仪的主要区别在于接收机的复杂程度和从检波器外推的信息（见下图）。  矢量网络分析仪配置图信号分离器件包含功分器、耦合器和（或）电桥。信号处理元件和适当的射频转接通常一起布置在测量系统的“测试装置”部分。这样做是因为在采用复杂的校准时，需要经常进行可重复的和精确信号的转接。· 调谐接收机 矢量网络分析仪系统的接收机部分是以对信号源的频率跟踪的方式调谐的基波混频或谐波混频多通道接收机。接收机将宽带扫描射频信号向下变换成固定且与射频测试频率无关的中频频率。中频频率足够低，使能用精密检测电路确定每个接收机通道内的信号幅度和任意两个

32、接收机通道的相位关系。结果是一种宽动态范围（100dB）的无杂散信号多通道接收机，能对其多个输入中的任意两个输入的矢量量值（如反射系数和增益）进行测量。测量相位特性的能力赋予矢量网络分析仪对被测件的复阻抗和相位延迟特性进行表征的功能。能测量矢量和进行复杂的计算允许这种测量系统实现复杂的校准，即通过测量精确已知的标准并计算出将应用于被测件测得得数据的修正系数。检波器能对测得的数据进行复杂的矢量操作，这种能力允许系统显著地改善测量的质量并降低与测量结果相关的不确定度。检波器还具有操作误差修正数据的能力，使以许多不同的显示格式（从线性相位或幅度随频率的变化到矢量的极坐标显示）给出信息。与标量检波器的

33、特性非常相似，矢量网络分析仪接收机对分析仪的性能也有若干限制。人们希望接收机在其变换特性时呈线性。因此，每个接收机通道在开始发生压缩和限幅之前，存在着最大允许的输入信号。在低信号电平下，接收机的灵敏度和精度受噪声和不是测量通路一部分的低电平信号漏泄（串扰）的限制。每个网络分析仪系统（包括适当的信号分离测试装置）必须从信号电平的观点仔细了解，以从系统获得最佳性能。必须小心维持最佳入射测试信号和接收机输入信号的幅度。· 反射测量 利用测量矢量的能力，可能测量器件反射信号与入射信号之比。这个比值是反射系数L的复数表示。矢量网络分析仪能显示反射系数的幅度或相位随频率的变化。它也能给出反射系数

34、的极坐标显示。由于每个特定反射系数是与唯一的阻抗相关，故可能将矢量反射系数与阻抗相联系。下图是所谓史密斯（Smith）圆图的常用极坐标显示的简图。它是反射系数的极坐标显示，具有对特性阻抗Z0归一化的交叠的恒定阻抗线。史密斯圆图的极坐标显示是对被测件的输入阻抗进行评估的十分有效的分析工具。所有正实数电阻值变换为单位反射系数圆内的点。斯密斯圆图上的阻抗测量下图是反射测量配置的模型。测得的反射系数（S11）和实际反射系数的表示式表明，测量不确定度受方向性、统调和源匹配三项的影响。在这种情况下，采取若干校准步骤可能比只注意可能达到的原始性能效果更好。第一步是将短路器置于测试端口；然后，将测得的数据对短

35、路器的反射（在180°处，=1）归一化。这称之为响应校准，可消除测量系统中的频率响应误差。反射测量信号通路更复杂一些的方法是进行单端口校准。这个步骤要求测量几个不同的器件，以外推反射测量的误差项。第一个被测器件是精密负载，测得的数据是误差模型的方向性项。然后测量开路器和短路器。根据这两组测量，可能得出系统的源匹配误差和频率响应误差。校准之后，网络分析仪的检波器将储存误差项。这些误差项用来将测得的数据变换为被测件反射特性经修正后的显示。“理想”校准标准只将测量修正到它们自身的理想程度。例如，在很高的频率上，很难制造出理想的固定终端，因此，高频校准器件包括了滑动终端，利用滑动终端，通过将

36、负载在空气线上滑动来形成数据点“圆”，可以确定给定频率上的方向性矢量。此数据点圆的圆心就是该频率上的方向性矢量。· 传输测量 在进行二端口器件测量时，通常感兴趣的是测量未知器件的反射特性和传输特性。这将出现某些必须考虑的有意义的互作用，下图示出了测量情况。传输测量的信号路径首先看到的是，在被测件的输出端，测量系统的负载匹配将影响器件的输入匹配。在传输路径上，频率响应、源失配互作用、负载失配互作用和串扰是影响测量精度的几个因素。同反射测量情况一样，通过系统的计算代表特定测试系统特性的各项误差，可能利用已知标准器件的测量来对整个测量系统进行校准。下图是传输测量的信号流图和表示式。注意，源

37、匹配MS与S11A的互作用、负载匹配ML与S21A的互作用、传输频率响应误差Tt和漏泄串扰（C）误差。这个模型还表明，为了精确的得到S22A数据，必须知道精确为S11、S12和S22信息。传输测量的信号流图利用全二端口测量校准可以从数学上消除上述误差的影响。单端口反射校准用于表征源匹配特性，直通连接用于表征传输频率响应和负载匹配特性，而隔离校准则用于确定传输漏泄或串扰。一个完整的全二端口测量模型包括正向测量和反向测量两者的模型。为了精确测量单一S参数，必须测量所有参数。一般校准方法是利用传统的开路/短路/负载/直通标准。然而制造这些标准并不总是简单易行，尤其是在非同轴媒质中更是如此。固定宽带负载很难制造，所以，为了获得更高的精密度，可以用滑动负载代替固定负载。在波导结构的毫米波频率上，用偏置负载和固定负载建立方向性矢量的中心点。在波导结构中采用了偏置短路，因为不可能存在开路标准。直通/反射/传输线（TRL）校准计算与其它方法相同的12个误差项（二端口的方向性、二端口的正向匹配和反向匹配、传输和反射的正向和反向统调以及正向隔离和反向隔离），但利用了直通连接，大的