La calibración Thru-Reflect-Line (TRL) tiene una serie de ventajas sobre el método Short-Open-Load-Thru (SOLT) utilizado a menudo en la calibración de VNA. Para la calibración SOLT, los estándares deben ser caracterizados con precisión. Las aperturas y los cortos deben caracterizarse por la simulación electromagnética del diseño físico o pueden tener archivos asociados de “base de datos” de un puerto obtenidos por medición de alta precisión.

Si los archivos de la base de datos no están disponibles, la apertura y el corto se especificarán mediante un breve retraso seguido de un capacitor parásito o inductor a tierra. La capacitancia parásita de la inductancia abierta o parásita del corto se especifica mediante un polinomio de tercer orden sobre la frecuencia. Por lo general, se supone que el “Thru” no tiene pérdidas con una impedancia característica perfecta y su retraso generalmente se especifica. Si no se conoce la demora del thru, el VNA puede calcularlo. A menos que se proporcione un archivo de base de datos para la carga, se supone que es perfecto. Crear una carga de banda ancha “perfecta” es extremadamente difícil y en la calibración SOLT, la precisión de la carga es un gran contribuyente a la incertidumbre final de la medición.

Claramente, el uso de un kit de calibración SOLT basado en datos es altamente deseable, pero para ser útil, cada kit debe medirse con precisión con archivos de caracterización únicos proporcionados para cada kit que agrega un costo significativo. Los kits de calibración caracterizados con polinomios son más asequibles ya que cada kit con el mismo diseño mecánico compartirá el mismo conjunto de polinomios.

Por el contrario, la calibración TRL se compone de una línea Thru, un estándar Reflect y otra línea. En un TRL verdadero, el estándar Thru es de longitud cero y la línea tiene 90 grados de largo en la frecuencia central donde se realizará la calibración. El Reflejo puede ser cualquier cosa con una magnitud de reflexión de 1; es decir, Corto, abierto o cualquier otra cosa a lo largo de la circunferencia de la Carta de Smith y no necesita ser caracterizado. No se necesita carga. El retraso de la línea no necesita ser conocido con precisión. Claramente, es mucho más fácil crear estándares de calibración como estos para frecuencias muy altas. Sin embargo, un requisito importante es que la impedancia característica de la línea debe ser muy precisa y no debe variar con la frecuencia. Las líneas de aire de precisión a menudo se emplean para este propósito.

Para comprender el proceso de calibración, es importante comprender el modelo de error. La figura 1 muestra un diagrama de flujo del parámetro S para un dispositivo bajo prueba (DUT) con cuadros de error en cada lado que corresponden a los errores sistemáticos que deben eliminarse mediante el proceso de calibración. Resolver este problema claramente requiere la determinación de ocho incógnitas. La medición completa de 2 puertos del thru proporciona cuatro de estos. La medición de la línea proporciona otros cuatro y cada reflejo proporciona uno más cada uno para un total de diez. La fase de la reflexión y la constante de propagación de la línea están determinadas por esta información adicional.

Este es un resultado muy útil. Como se mencionó anteriormente, la caracterización de una reflexión, ya sea Abierto o Corto, generalmente viene dada por un retraso y un polinomio de tercer orden de capacitancia de franja del abierto y la espuria inductiva del corto. Una definición que es constante para cada kit de calibración de una determinada fabricante. Claramente habrá alguna variación de pieza a pieza. TRL hace que esta caracterización sea superflua y, por lo tanto, da como resultado una mayor precisión.