四端口晶片射频测量方法取得进展

四端口测量的首要挑战是能够确保精确的、可重复的校准和验证结果的正确系统设置。当构建一个四端口测试系统时，每个分量都应该单独考虑。

矢量网络分析仪

对于固定模式和差分测量来说，目前的四端口VNA采用多路两端口校准（每个端口上接短路-开路负载）。这就需要每个单端口进行一遍的激励。VNA用算术方法将单模式数据转换成混合模式。这是的主要限制在于被测器件必须是线性的，以便用于混合模式中各项的精确计算。

双差分探头

四端口测试需要双探头或差分探头。尽管双探头技术不是新技术，确是目前在多端口分析和校准技术中实用的测试技术。对于更精密的差分测量，则需要具有信号间低串扰的探头。

图2：混合校准（LRRM-SOLR）与SOLT校准两种方案中插入损耗的交叉传输线比较。

GSGSG和GSSG 探头的比较

对于四端口设计,GSGSG(地-信号-地-信号-地)型探头是理想的探头，适用频率可以高达67GHz。接地连接将多个信号分离开，从而始终优于GSSG(地-信号-信号-地)型探头。在这种完美的探头中，将几乎没有串扰，而传统的探头中将产生无法解决的串扰。

相反， GSSG型探头还具有信号间的高耦合度的缺点，就是这一点限制了应用频率。许多探头受限于端上的长金属探针。进一步地说，频率越高，性能就越差。使用传统的探头，并排的金属指 (共面波导)将在指间产生边缘场。具体的场图很难控制，这将引起耦合，从而限制了带宽。

减小边缘场和寄生参量的双信号探头

双信号低阻探头(infinity probe)是一种先进的晶片探头，该探头采用微带线，在探针处为共面传输。微带线能够比传统的探头更好地限制边缘场，减小了与周边器件和其他探头间的耦合，因而实现了更高的精度。进一步说，微带将串扰降到了最小，从而能够实现高密度、精细的多探针的探头，进而能够以更高的频率来处理更多的测试点。

校准-四端口精密测量的关键

为了获得有意义的器件数据，必须对仪器进行校准，使得校准基准平面设置到探头的探尖处。这样，只需测量器件，而无需对探头和电缆进行测量。为了完成校准，在探头探尖处需要采用一系列标准。为了校正原始数据，有几种算法可以被用来计算误差系数。有些方法对于晶片测量用处不大，甚至在高频时精度和重复性都很差。

图3：四端口校准的完整系统示意图。