Desafíos en la medición
Una vez que se ha calibrado el VNA, se pueden llevar a cabo las medidas. Para los componentes pasivos, las medidas de parámetros-S necesarias para determinar la fase son sencillas. Una aplicación particular en la que la medición del retardo de fase/grupo se ve afectada por frecuencias más altas es la medida de materiales. Por lo tanto, es importante saber qué categoría de material se está testando:
- Aislantes (dieléctricos) – la brecha de energía entre las bandas de valencia y de conducción es extrema, por lo que no hay electrones libres disponibles
- Semiconductores – la brecha de la banda de energía es menor, por lo que se puede producir algún movimiento de electrones desde la banda de valencia a la banda de conducción
- Conductores – las bandas de valencia y conducción coinciden, por lo que los electrones se pueden mover libremente entre ambas bandas
Algunos métodos de medida de materiales dependen en gran medida del cambio de fase impuesto por el material bajo prueba. Si el VNA no es capaz de medir la fase con mayor grado de resolución, la precisión de las mediciones se puede degradar. Por ende, el VNA que va a realizar las pruebas del material es un equipo muy importante.
Las señales mmWave suelen estar en niveles de potencia más bajos que las aplicaciones de RF o microondas tradicionales. Y, a menudo, los requisitos de potencia para los dispositivos que operan a una frecuencia superior son extremadamente bajos, generalmente -25 dBm o menos. La mayoría de los VNA no pueden realizar barridos desde un nivel de -50/-60 dBm con mucha precisión a +10 dBm, por lo que esta medición resulta difícil en base a las especificaciones. No obstante, el sistema mmWave de banda ancha basado en el VNA Anritsu VectorStar puede ir más allá de los -50 dBm con precisiones sin precedentes, como consecuencia del uso de la tecnología NLTL patentada en los módulos mmWave.
En las medidas de dispositivos activos, que demandan una potencia de entrada extremadamente baja, también es esencial saber cómo el VNA aplica la energía en la entrada del dispositivo. Hay que asegurar un cierto nivel de gestión de potencia o el DUT se dañará. Determinados VNA, como el Anritsu VectorStar, cuentan con un control de nivel automático (Automatic Level Control – ALC) para garantizar la gestión de potencia apropiada. ALC permite que los ingenieros efectúen medidas de potencia muy precisas a niveles inferiores e incrementarlos gradualmente para mejorar la confianza en el diseño. También se puede emplear un medidor de potencia externo para llevar a cabo las calibraciones.
También se debe tener muy en cuenta que los estándares de calibración completos no siempre se encuentran disponibles al final de los fixtures del VNA. En estos casos, resultan necesarias herramientas avanzadas de desincrustación (de–embedding) y extracción de redes para lograr mediciones repetibles y estables.
Conclusión sobre las nuevas técnicas de calibración
La fase se ha convertido en una medida importante al verificar la nueva generación de diseños que combinan frecuencias mmWave y tamaño pequeño. Para garantizar mediciones repetibles y estables, se deben estandarizar técnicas de calibración adecuadas con la misión de ahorrar tiempo y aumentar la confianza en el diseño.
Acerca del autor: Navneet Kataria es Product Marketing Engineer de Anritsu Company. Posee diez años de experiencia en el campo de prueba y medida, donde ha desempeñado varios roles técnicos y comerciales.
