RF測試時的De-embedding是什么作用？
RF測試時的De-embedding是什么作用？
De-embedding是用來消除DUT Board到DUT之間線路的干擾的，主要是用在測量RF的S參數(shù)之前，從而得到DUT的真實阻抗。
RF工程師們依賴于矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)來測量RF元件的S參數(shù)，從而進行描述以及后續(xù)的設計。測量中會出現(xiàn)一個問題，即這些元件往往是表貼式，因此不能與VNA直接相連。簡單的印刷版(PCB)測試裝置往往都會表貼上待測器件(DUT)以便與VNA相連接，如圖1所示。然而，這些測試裝置本身會為S參數(shù)測量帶來一些寄生效應，因此，需要De-embedding技術進行消除。
圖1
- De-embedding技術定義
微波元器件的測量必須包含兩部分：第一部分是把實際被測器件（DUT）加上焊點（對于在片測量系統(tǒng)）或者測試夾具（對于同軸測量系統(tǒng)）當做一個被測器件；另一部分是空的焊點或者測試夾具作為被測器件。然后用第一部分測得的S參數(shù)扣除第二部分（焊點或者測試夾具部分產(chǎn)生的寄生效應），從而可以得到被測器件的真實性能。我們把這個步驟就叫做De-embedding。
De-embedding技術是微波測量的重要技術之一，主要目的是消除寄生元件、部件對實際被測器件（DUT）的影響。一般分為四大類：串聯(lián)技術、并聯(lián)技術、級聯(lián)技術及混合技術。為了確保測量值為實際被測器件的本身特性，必須進行De-embedding。
- De-embedding技術理論簡介
由上面對于De-embedding技術的定義我們知道，我們測量的S參數(shù)實際是DUT、寄生元件(如探針)、其他元件(如焊點)綜合下的S參數(shù)，因此，我們需要對這些因素進行消除，以達到精確測量的目的。
對于任何一個被測器件DUT，我們都會使用到探針，而探針跟DUT是級聯(lián)關系，我們采用A參數(shù)處理；對于焊點來說，有短路焊點與開路焊點，開路焊點相當于在DUT并聯(lián)，短路焊點相當于串聯(lián)器件，對于并聯(lián)與串聯(lián)，我們分別使用導納參數(shù)與阻抗參數(shù)進行運算。
在對一個器件進行De-embedding精確測量時，我們一般采取由內(nèi)而外消除各個影響，具體步驟如下：
- 測量包括被測器件、開路、短路焊點及微波探針在內(nèi)的S參數(shù)，將S參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)锳參數(shù)[Atotal]，利用級聯(lián)技術消除微波探針影響，得到被測器件及開路、短路焊點在內(nèi)的S參數(shù)；
- 將S參數(shù)轉(zhuǎn)換為Y參數(shù)[Ytotal]，利用并聯(lián)技術，消除開路焊點的影響，得到被測器件和短路互連線在內(nèi)的Y參數(shù)[YT]；
- 將Y參數(shù)轉(zhuǎn)化為Z參數(shù)[ZT]，利用串聯(lián)技術，消除短路焊點的影響，得到被測器件的Z參數(shù)[ZDUT]；
- 將得到的被測器件的Z參數(shù)轉(zhuǎn)化為S參數(shù)，即可得到被測元件的S參數(shù)。
對于級聯(lián)技術的實現(xiàn)，可以由如下表示：
圖2 級聯(lián)示意圖
對于并聯(lián)技術如圖3所示
圖3 并聯(lián)技術過程圖
串聯(lián)技術如圖4
圖4 串聯(lián)技術過程圖
- 應用：UHF頻段RFID 近場天線的阻抗測量方法
超高頻（UHF）頻段的射頻識別（RFID）近場讀寫器天線（NFRA）由于其在單品識別方面應用的潛力，對環(huán)境的不敏感性和比HF 天線更高的讀寫速度，正引起多方面的關注。UHF 頻段的 NFRA 通常采用帶有平衡端口的電大環(huán)結構來實現(xiàn)。
對于 NFRA 來說，良好的匹配網(wǎng)絡是至關重要的。通常UHF 頻段的NFRA 天線都被設計成安裝在金屬腔體里來減小環(huán)境對天線性能的影響，如圖5 所示。但是由于金屬腔體的存在，天線的阻抗會隨頻率的變化而劇烈變化，這將導致在仿真軟件中得到的阻抗值不夠精確，在此不精確的阻抗基礎上很難設計出性能良好的匹配網(wǎng)絡。
圖5 UHF NFRA近場讀寫天線結構圖
圖6 測量方法的等效電路模型
圖6 給出了使用De-embedding 技術測量的等效電路模型，其中，同軸線被一段長為l的傳輸線等效
應用前面說的步驟：
- 測量天線和寄生部件的Sm參數(shù)；
- 將Sm轉(zhuǎn)化為A參數(shù)，Atotal；
- 在圖6我們可以看到，待測線跟一段同軸線串聯(lián)，我們可以得出Atotal= Acoaxial *Aant
