在待測物件（DUT）與向量網路分析儀（VNA）之間的連接電纜，會引入信號損失。這種插入損耗會降低VNA測量的有效動態範圍。尤其是在高頻的條件下，這種損耗更為顯著。例如，典型的微波電纜在4GHz時，每公尺可能有約1dB的損耗，而在40GHz時，這個數值增加到約2～4dB。這顯示出隨著頻率的升高和電纜長度的增加，損耗也會相應地增加。

而除了信號強度的損失外，電纜的長度也會帶來相位不確定性。微小的偏差會導致相位測量結果的偏差。更為重要的是，這種偏差還受到環境溫度和電纜運動的影響。這意味著，即使在理想的條件下進行了校準，實際的環境因素仍然可能對測量結果產生重大影響。

也因此，電纜的損耗與相位不確定性在高頻下對VNA的測量精度將會產生顯著影響。為了獲得準確的測量結果，就需要使用低損耗、高精度的微波電纜，並採取措施來減小環境溫度和電纜運動對相位測量的影響。只有這樣，才能更準確地評估設備的性能，進行有效的設計和優化。

管理VNA測量的電纜影響

電纜的損耗與相位不確定性，在高頻下對VNA的測量精度將會產生顯著影響。

在μW級的VNA測量中，電纜的影響是一個不可忽視的問題。為了減小電纜對測量結果的影響，一般來說可以採取以下的方法：

●縮短電纜長度：插入損耗將隨著電纜長度的增加而增加，因此儘量選擇較短的電纜以減小插入損耗。例如可以將電纜長度保持在1公尺的範圍內。

●將DUT小型化：許多DUT足夠小，可以透過短電纜進行連接，降低插入損耗和相位不確定性。

●控制測試環境：測試環境中的溫度、濕度和壓力等因素會影響電纜的電氣性能，因此需要控制這些因素以減小其對測量結果的影響。

●仔細的校準和測試技術：透過仔細的校準和測試技術，可以最大限度地減少由電纜運動引起的相位不確定性。例如，可以使用固定的支撐結構來固定電纜，以減小電纜運動對測量的影響。

●溫度調節：溫度變化會導致電纜電氣長度的變化，引起相位偏差。透過溫度調節可以減少這種相位偏差。

●去嵌入技術：利用去嵌入技術，可以從DUT測試結果中消除電纜的影響。這種技術依賴於校準後電纜特性的保持不變。

●選擇高性能的VNA：VNA必須有足夠的動態範圍性能來克服電纜插入損耗。高性能的VNA可以提供更高的測量精度和更低的誤差。

●標準技術的不適用性：一些常見的VNA應用，如長距離的S參數測量、較大的OTA腔體應用、戶外天線範圍測試、大型車輛遮罩和傳播特性化，以及需要移動或物理測量放置的應用，需要採用特殊的技術來克服電纜的影響。需要根據具體的應用情況選擇合適的測量方法和設備。

為了解決電纜損耗和相位問題，一種可行的解決方案是消除測試埠電纜。為了實現這一目標，需要採用一種新型的測試設備，其中的每個模組都配備有獨立的電源和測量電路。這種設計使得我們可以實現長距離的埠到埠同步，進行向量S參數的測量（例如安立知在ME7869A的Phaselync這種功能）。這種測量方法可以更準確地評估設備的性能，而無需擔心電纜長度與移動的影響。因此，這種解決方案對於精確測量VNA的參數具有重要的實際意義。

分散式模組化VNA解決測試痛點

安立知的ShockLine ME7869A是一套分散式模組化雙埠向量網路分析儀（VNA），可在寬達100公尺的範圍內執行長距離的全向量S參數測量。ShockLine ME7869A特色在於分散式的全反向2埠VNA，利用安立知的Extended-K元件來確保1MHz至43.5GHz範圍內的效能。ME7869A採用了ShockLine MS46131A VNA作為模組，支援完全反向的2-port S參數測量。

採用安立知的PhaseLync技術，使工程師能夠同步兩個輕巧可攜式的ShockLine MS46131A VNA，並將它們直接連接到DUT上，以最遠可達100公尺的距離內進行向量傳輸測量。PhaseLync同步技術讓兩台 MS46131A VNA在整個100公尺範圍內相互進行相位同步。PhaseLync省去了傳統桌上型VNA所需的長電纜，改善了S參數測量的動態範圍和測量穩定度。

ME7869A配置了兩台MS46131A單埠VNA，每台都能夠直接連接到待測天線。根據應用的不同需求，每台VNA模組的線纜長度可以相等或不同。其消除了使用更長射頻同軸電纜的必要性，免於產生高損耗、相位和振幅的不穩定。這種獨特的設計滿足了在電波暗室和天線測試範圍等長距離時，準確且可重複測量天線的需求。

圖一 : 安立知ShockLine ME7869A分散式模組化雙埠VNA

分散式模組化VNA的另一項主要優點在於MN25132A控制模組，大幅簡化了安裝流程。ME7869A提供頻率參考給兩個模組單元，可保持系統在長距離上的同步。2個獨立的VNA，也可以作為獨立使用的1-port全功能VNA。MN25132A控制模組為兩個VNA提供電源，並在兩個VNA之間傳遞Phaselync控制與同步信號。其還可作為電纜的連接點，為兩台MS46131A VNA提供電源，而無需分別在兩台VNA頭端安裝單獨的電源。該控制模組還可將兩台VNA連接到配置ShockLine軟體的筆記型電腦。該系統只需要一個電源供應，並且只需要一個USB從控制模組連接到電腦端即可。

目前ShockLine ME7869A共有三種機型，分別支援達8GHz、20GHz和43.5GHz的操作頻率範圍，可為現有和新興的各種商業與軍事天線設計應用提供成本效益、靈活度和易用性。

ShockLine ME7869A可以為需要以高達43.5GHz頻率執行長電纜作業的任何插入損耗應用帶來性能、成本和簡便性等方面的優勢，可以滿足用於需要高動態範圍的昂貴桌上型VNA替代方案。重點應用領域包括了衛星、材料測量、航太和國防以及大型車輛的訊號完整性測試環境。

圖二 : 分散式模組化VNA可為軍事天線設計提供成本效益與靈活度

結語

在傳統長纜線測試中經常遇到的挑戰，現在都可以透過ME7869A分散式模組化雙埠向量網路分析儀這樣的解決方案來加以解決。創新的科技特點和靈活的配置能夠解決各種複雜的測試問題，提供更準確、可靠的測量結果。消除長電纜的影響、實現長距離的同步測量、高精度的測量和校準技術以及靈活的配置，滿足各種不同的測試需求，並為科研和工業生產提供了強有力的支援。

在許多領域，不論是衛星通信、材料測量、航空航太和國防領域，還是在信號完整性環境、大型車輛遮罩和傳播特性化以及需要移動或物理測量放置的應用中，這套解決方案都可以展現出其獨特的優勢和價值。