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矢量网络分析仪基础知识与S参数测量

矢量网络分析仪基础知识与S参数测量
矢量网络分析仪基础知识与S参数测量

矢量网络分析仪基础知识及S参数测量

§1 基本知识

1.1 射频网络

这里所指的网络是指一个盒子,不管大小如何,中间装的什么,我们并不一定知道,它只要是对外接有一个同轴连接器,我们就称其为单端口网络,它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。注意:这儿的网络与计算机网络并不是一回事,计算机网络是比较复杂的多端(口)网络,这儿主要是指各种各样简单的射频器件(射频网络),而不是互连成网的网络。

1.单端口网络习惯上又叫负载ZL。因为只有一个口,总是接在zui后又称终端负载。zui常见的有负载、短路器等,复杂一点的有滑动负载、滑动短路器等。

单端口网络的电参数通常用阻抗或导纳表示,在射频畴用反射系数Γ(回损、驻波比、S11)更方便些。

2.两端口网络 zui常见、zui简单的两端口网络就是一根两端装有连接器的射频电缆。

匹配特性两端口网络一端接精密负载(标阻)后,在另一端测得的反射系数,可用来表征匹配特性。

传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性(反射系数)外, 还有一个传输特性,即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数T。

插损(IL) = 20Log│T│dB ,一般为负值,但有时也不记负号,Φ即相移。

两端口的四个散射参量测量两端口网络的电参数,一般用上述的插损与回损已足,但对考究的场合会用到散射参量。两端口网络的散射参量有4个,即S11、S21、S12、S22。这里仅简单的(但不严格)带上一笔。

S11与网络输出端接上匹配负载后的输入反射系数Г相当。注意:它是网络的失配,不是负载的失配。负载不好测出的Γ,要经过修正才能得到S11 。

S21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当,对于无源网络即传输系数T或插损,对放大器即增益。上述两项是zui常用的。

S12即网络输出端对输入端的影响,对不可逆器件常称隔离度。

S22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。

中高档矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数,普及型矢网不具备这种能力,只有插头重新连接才能测得4个参数,而且没有作全端口校正。

1.2 传输线

传输射频信号的线缆泛称传输线。常用的有两种:双线与同轴线,频率更高则会用到微带线与波导,虽然结构不同,用途各异,但其基本特性都可由传输线公式所表征。

特性阻抗Z0 它是一种由结构尺寸决定的电参数,对于同轴线:

式中εr为相对介电系数,D为同轴线外导体径,d为导体外径。

反射系数、返回损失、驻波比这三个参数采用了不同术语来描述匹配特性,人们希望传输线上只有入射电压, 没有反射电压, 这时线上各处电压一样高,只是相位不同,而实际上反射总是存在的, 这就需要定义一个参数。?式中ZL为负载阻抗, Z0为同轴线的特性阻抗。

由于反射系数永远≤1, 而且在甚高频以上频段手边容易得到的校准装置为衰减器,所以有人用返回损失(回损)R.L.来描述反射系数的幅度特性,并且将负号扔掉。

????回损 R.L. = 20Log│ΓdB 当|Г|<< 1时,ρ= 1 + 2│Γ│(1.6)如A,B两个规格的天线,若只在标网上选择,肯定选B而不要A,而在矢

网上看,A比B有潜力得多,加个电容就比B好了。这种情况是大量存在的,在

全波振子对测试中就是这种情况。因此,在调试中首先要将天线阻抗调集中(在

圆图上成团)。举例来看,反射网与振子高度调节就有这种情况,折合振子单边

加粗也有这种情况,然后再采取措施(如并电容,串电感,调短路片位置,改平

衡器导体等)使其匹配。而且经常不是使中频处于圆图中心,而是使整个频带处

于中心某一小圆,即牺牲一下中频性能,来换取总带宽。

阻抗圆图上适于作串联运算,若要作并联运算时,就要转成导纳;在圆图上这非

常容易,某一点的反对称点即其导纳。请记住当时的状态,作阻抗运算时图上即

阻抗,当要找某点的导纳值时,可由该点的矢徑转180°即得;此时圆图所示值

即全部成导纳。状态不能记错,否则出错。记住,只在一个圆图上转阻抗与导纳,千万不要再引入一个导纳圆图,那除了把你弄昏外,别无任何好处。另外还请记

住一点,不管它是负载端还是源端,只要我们向里面看,它就是负载端。永远按

离开负载方向为正转圆图,不要用源端作参考,否则又要把人弄昏。圆图作为输

入阻抗特性的表征,用作简单的单节匹配计算是非常有用的,非常直观,把复杂

的运算用简单的形象表现出来,概念清楚。但对于多节级连的场合,还是编程由

计算机优化来得方便。

传输线的传输参数同上面两端口网络,不再重复。

1.3 有关仪器的几个术语

·网络分析仪能测单或两端口网络的各种参数的仪器, 称网络分析仪。只

能测网络各种参数的幅值特性者称为标量网络分析仪,简称标网。既能测幅值又

能测相位者称为矢量网络分析仪,简称矢网,矢网能用史密斯圆图显示测试数据。·连接电缆一根两端装有连接器的射频电缆叫连接电缆(也有称跳线的),反

射特小的连接电缆称测试电缆。

·反射电桥为了测得反射系数,需要一种带有方向性(或定向性)并保持

相位信息的器件,如定向耦合器或反射电桥,本仪器采用的是反射电桥,它的输

出正比于反射系数。其原理与惠司顿电桥完全相同,只不过结构尺寸改小适于高

频连接,并且不再想法调平衡,而是直接取出误差电压而已。反射电桥一般只能

测同轴线等单端馈线系统。

·差分电桥能测双线馈线系统的反射电桥称差分电桥。

·谐杂波抑制能力一般国产扫频源的谐杂波在-20dB左右,甚至杂散波只有

-15dB,进口扫频源好的也就在-30dB多一些,外差式接收机对谐杂波的抑制

能力皆在40dB以上,不会出现什么问题。而对于宽带检波低放的扫频仪与标网,不外接滤波器对寄生谐杂波是没有抑制能力的,有时就会出现下面几种问题:滤

波器带外抑制会被测小,天线驻波会被测大,窄带天线增益会测低。

·动态围仪器设置到测插损,将一根好的短电缆的一头接到输出口,另一

头接到与屏幕显示相对应的输入口上,按执行键进行校直通后,拔掉电缆后仪器

显示的数值即动态围,应≥70dB。

·对插损的广义理解

隔离度不该通而通了的插损称隔离度或防卫度。

方向图天线对一固定信号在不同方向的插损称方向图。

§2 传输线的测量

2.1 同轴线缆的测量

一.测电缆回损

1.待测电缆末端接上阴负载(或阳负载加双阴),测其入端回损,应满足规定要求。假如是全频段测试的话,那一般是低端约在30-40分贝左右,随着频率增高到3GHz,一般只能在20dB左右。假如全频段能在30dB以上此电缆可作测试电缆,一般情况下尤其是3GHz附近是很难作到30dB的,能作到26dB就不错了。

2.回损测试曲线呈现周期性起伏,而平均值单调上升,起伏周期满足⊿F=150/L,式中L为电缆的电长度(米),⊿F单位为MHz,则此电缆属常规正常现象,主要反射来自两端连接器处的反射;若低端就不好,甚至低频差高频好,或起伏数少,则电缆本身质量不好。

3.回损测试曲线中某一频点回损明显低于左右频点呈一谐振峰状,此时出现了电缆谐振现象。只要不在使用频率可以不去管它,这是电缆制造中周期性的偏差引起的周期性反射在某一频点下叠加的结果,我们只能先避开它。这种现象在1998年我们买的SYV-50-3电缆中多次碰到,回损只有10-14dB,粗的电缆倒不常见此情况,用户只有自己保护自己,选择质量好的才买。

4.在测回损中出现超差现象时,可按下面提到时域故障定位检查加以确诊,以便采取相应措施。

二.测电缆插损(也称测衰减)

1.替代法

在使用要求频段下,用插损档通过两个10dB衰减器用双阳校直通,校后用电缆代替双阳接入两衰减器之间即得插损曲线,此法为zui常用的方法。

2.回损法测插损

在仪器经过开短路校正后,接上待测电缆,测末端开路时的回损,回损除2即得插损,此法的优点在于不会出现插损为正的矛盾,特别适合于已架设好的长的粗馈管首尾相距较远的场合。

3.非正常情况

检测电缆时zui好用全频段测试,插损由小到大应是一单调平滑曲线,并且插损在标准规定以,小有起伏也不要紧,那是反射叠加引起的。但若有某一频点附近显著高于左右频点(插损增大)呈一下陷曲线状,说明此电缆有问题。多数是连接器外皮压接不良所造成,返工后重测。少数是电缆本身形成的,那么此电缆只能隔离待查,停止使用。

连接器外皮显著接触不良,可用下面提到的电缆屏蔽性能检查方法加以确诊。

三.同时测插损与回损可按说明书4.7节进行双参量测量。

双参量测量精度不如单参量高,若无必要,以采用单参量为宜。

四.同轴电缆电长度的测量

1.引言

在射频围,经常采用同轴电缆对各个功能块、器件或振子单元进行连接(即馈电),除了要求插损小、匹配好之外,常常还对引入的相移提出要求。一般只要求相对相移,譬如同相天线阵或功率组合单位等。它们要求每根电缆一样长,而收发开关或阻抗变换场合则会提出长度为λ/4的要求,而U形环平衡器又会提出长度为λ/2的要求,这就出现了如何测电缆电长度的问题。

在不加支持片的同轴线段中,同轴线段的机械长度(或几何长度)与电长度是一致的,在有支持片或充填介质的情况下两者是不同的,机械长度与电长度之比为波速比(也有称缩波系数,或缩短系数),一般在0.66到1之间,电长度显得长些,而实际机械长度显得短些。实际上要求的是电长度,矢网正好能测电长度。

2.测反射相位定电缆电长度

当电缆末端开路时,在其输入端测其反射的相位是容易的,由于反射很强测试精度也较高。当然末端短路也是可行的,但不如开路时修剪长度来得方便,因此常在末端开路的情况下进行测试。

ⅰ、λ/4电缆的获得

·仪器设定在要求的使用频率下点频工作,在测回损状态下校开路与短路。

·接上待测电缆(末端开路),若电缆正好为λ/4时,相位读数应在1800附近。

若Φ<1800则说明电缆偏长,反之则偏短。

·此法也适于测λ/4奇数倍的电缆,致于是3λ/4还是λ/4,点频下是分不清的。

ⅱ、λ/2电缆的获得

·同前(即在点频测回损状态下校开路与短路)。

·接上待测电缆(末端开路),若正好为λ/2则测试相位值应在00附近,若Φ在00以上(*象限),则电缆偏短,若在3600以下(第四象限),则偏长。·此法也适于λ/2整倍数的电缆,至于是λ还是λ/2,在点频下是分不清的。

ⅲ、与参考电缆比相对长度

·同前(即在点频测回损状态下,校开路与短路)。

·接上参考电缆(也称标准电缆),记下相位读数Φ0。

·接上待测电缆,若读数Φ=Φ0则说明两电缆等长,不等则相差为Φ-Φ0,注意仪器相位为ling先值,读数越大越ling先,Φ大于Φ0则偏短,反之则偏长。

ⅳ、几点说明

·ⅰ、ⅱ两种,由于是在λ/4与λ/2特殊情况下进行的,与电缆特性阻抗无关,而第ⅲ种测试精度与特性阻抗有关,只有相同特性阻抗的电缆比较才有意义,否则出错。

·在测试中有时会搞不清是长了还是短了,可以在末端或始端加一小段电缆(如保护接头)试试,若更离开理论值说明电缆长了,若更靠近理论值则说明电缆短了。还有一种方法,是用三个频率,即f0±Δf,扫频测试,若高频点接近理论值则电缆短了,若低频点接近理论值则电缆长了。

·由于反射法电波在电缆上走了两次(一个来回),所以读数与误差皆要除以2。

3.测传输相移定电缆长度

在行波状态下,电缆引入的相移即其电长度,这种作法一般更符合实际使用情况,但由于要求两端皆接上高频连接器,因此一般只适于验收,而不适于调整。下面介绍一下比较两根电缆的相对相移。

·在测插损状态下,经过连接电缆与两个10dB衰减器对接后校直通。

·在两个衰减器之间串入参考(标准)电缆,记下相位测试值Φ0。

·换接待测电缆,若测试值亦为Φ0则两者等长,若测试值为Φ,Φ-Φ0为正则

短了,反之则长了。搞不清时,请参见上面几点说明中的第二点。

4.时域故障定位法测电缆电长度

同轴电缆末端开路(或短路)测出的故障位置即电缆电长度,,此法可测电缆绝对电长度。

·按测回损法连接,并选时域状态。

·估计电缆电长度,将距离档选到合适距离,以避免模糊距离。

·按菜单键取出机扫频方案后,进行开路与短路校正。

·接上待测电缆,进行测试,画面出现一峰点。

·将光标移到峰点附近后按菜单键, 光标在《放大》下闪动, 再按执行键画面将展开四倍后重画一次,并在方格下

面显出dmax=×××等数值, 此值即电缆电长度。

五.同轴电缆的时域故障定位检查

1.同轴电缆的三段反射

同轴电缆可说是射频设备中少不了的一种连接件,短者几厘米,长者几百米,它并不是一种很起眼的东西,但对系统性能确是至关紧要的一环。对同轴线可以提出多方面的要求,现在我们只看看对它的驻波比要求。

通常要求同轴电缆的驻波比≤1.1,即使在V频段这个要求也不低,在更高频段那就更难了。对于电视台发射天馈系统,其系统的驻波比就要求为1.1,那分配给馈线的指标就更不好提了。

一根同轴线(电缆或馈管)从其输入端测出的驻波比是由三段反射的矢量叠加造成的。一段是远端反射,它包括了负载的反射以及电缆输出连接器处的反射。如果负载是无反射的标阻,则远端反射即指输出连接器处的反射,另一段是输入连接器(包括转接器)处的反射叫近端反射。还有中间这一段由电缆本身制造公差引起的分布反射,使用者对这段反射是无能为力的,只是把问题搞清楚而已,以便于采取相应的措施。

如何分清这三段反射呢?

2.时域分布反射的获得

为分清一根电缆的三段反射,通常用时域反射计,它是一种能发射很窄脉冲(ns级)后看其反射波形的仪器,虽然它很有权威性,但确有三点不足:*点是有死区(或盲区)。对近端反射无能为力,因为在发射脉冲宽度的反射一般是被发射脉冲淹没了。第二点是它对波导系统无能为力。第三点由于发的是窄脉冲,所占频段极宽,待测件的测试频段不能控制。如本来电缆只用于400兆赫附近,而它测的却是几十赫到千兆赫全频段的性能,这并不适合于一般使用者的要求,它只是一种电缆生产厂的一种专用的贵重设备。看来这种仪器早晚是要被淘汰的,它的性能不如测频域反算时域的方法来得灵活,而且还多花钱(作为验收,频域仪器是必备的,假如它有时域功能就不用再买时域反射计了)。

现在可用网络分析仪上的时域故障定位功能软件来完成时域反射的测试。它的作法是在频域中测出多个有关频率的反射系数,然后经过运算来得到时域画面。纵坐标为反射系数幅度值,横坐标为距离或时间。不单分清了三段反射而且看出了同轴电缆上的分布反射,从而可以检查电缆制造的工艺水平或质量水平。普及型矢量网络分析仪PNA上带有时域功能,它能根据电缆使用频段来设定扫频起止频率,以便得到符合实际需要的时域检查。PNA的时域zui高分辨力为6cm,随着探测长度加长而降低。下面的例子都是用PNA测的,曲线都是机所附的微打印机打的。对一般使用者以及专业电缆生产厂都有参考意义。

从以上测试结果可以得到如下初步结论。

·相同品种的同轴电缆,粗的分布反射比细的分布反射小。

·分清三段反射能帮你找出故障(或指标差)的原因,明确改进方向。

根据目前掌握的实际情况,插头的反射不宜大于0.03,电缆的分布反射不宜大于0.01,电视用时要求还要高一些。

·故障定位功能是很有用的,按使用频段设定扫频频段也是有效的,宽带反射小而起伏多,窄带的反射大而起伏少不容易漏掉故障。

六.特性阻抗的检测

1.问题的提出

这里举个例子,某厂加工了一批SFF-50-1.5的带SMA插头的电缆,做了五根样品长约120mm,都是合格的。后来做了几十根长约240mm的却全部临界,在430MHz附近ρ为1.15。用时域看反射在两端插头处约0.07,为此加测了Z0,发现为47Ω。后来换了Z0为49.8的电缆,ρ只有1.04。原来做短的合格是因为刚好反射相消,而长的长度不合适造成反射叠加,在窄带虽可用凑长度解决问题,但zui好还是采用好的电缆为宜。

当时域检测发现两端连接器处反射较大时(譬如>0.04),除了装配质量外,还有插头本身设计问题,一般市售连接器是不适于用到3GHz的。假如连接器是仔细设计,考虑了支持片的影响的,那么还有一个因素那就是电缆的特性阻抗可能不对,此时就应测测电缆特性阻抗。

2.作法

·样本与扫频方案对于已装好连接器的跳线,长度已定,只能由长度定扫频方案而对于电缆原材料,则可以按要求频率确定下料长度。此时待测电缆一头装连接器即可。

·样本长度与扫频方案是相互有关的,可以点频测也可以扫频测,取值要取相位靠近2700时的电抗值,此时电长度为λ/ 8、电抗值在±j50Ω附近,如40~60Ω之间,否则不易得到可信数据。测试频率宜低些,以减少连接器,以及末端开短路的差异造成的误差。

以SFF-50的电缆为例,取样本长500mm,其电长度即为700mm(乘1.4波速比),扫频方案可选46~56 MHz,ΔF=2MHz即可。

·仪器在测回损状态下,电桥输入端与输出端各串一只10dB衰减器。校过开短路后,接上待测电缆。记下待测电缆在末端开路与短路时的输入电抗值(不管电阻值),两者相乘后开方即得特性阻抗值。

·一般测试只选一点zui靠近2700的点(即50Ω)进行计算即可,要求高时,可在50±10Ω围选5点进行平均,这5点之间起伏不应大于0.5Ω,否则电缆质量不好。

·电缆两端测出的特性阻抗有可能是不相同的,说明该电缆一头特性阻抗高,一头低。要求高时,应对样本进行掉头测试,两端测出的特性阻抗不应相差0.5Ω.

注意: 1:虽然所有λ/ 8奇数倍的频点皆能进行测试,但只测了前面λ/ 8,后面λ/4及其倍数都是不参与的;它只提供了0点与∞点,这两点只与长度有关,而与Z0无关。

2:测75Ω电缆时,请用75Ω电桥,测试数据请乘1.5倍。

3:有人采用测数百米长电缆的输入阻抗来代替测Z0,这并非标准方法,

ZVB4矢量网络分析仪操作指导书

文件编号: 文件版本: A ZVB矢量网络分析仪操作指导书 V 1.0 拟制 _____________ 日期_______________ 审核 _____________ 日期_______________ 会审 _____________ 日期_______________ 批准 _____________ 日期______________ 生效日期:2006.10

操作规范: 使用者要爱护仪器,确保文明使用。 1、开机前确保稳压电源及仪器地线的正确连接。 2、 使用中要求必须佩戴防静电手镯。 3、 使用中不得接触仪器接头内芯(含连接电缆) 4、 使用时不允许工作台有较大振动。 5、 使用中不能随意切断电源,造成不正常关机。不能频繁开关机。 6、 使用射频电缆时不要用力大,确保电缆保持较大的弧度。用毕电缆接头上加接头盖。 7、 旋接接头时,要旋接头的螺套 ,尽量确保内芯不旋转。 8、 尽量协调、少用校准件。校准件用毕必须加盖放回器件盒。 9、 转接件用毕应加盖后放回盒中。 10、 停用时必须关机,关闭稳压电源。方可打扫卫生。 11、 无源器件调试必须佩戴干净的手套。 ______________________________________________________________________________

概述:1、本说明书主要为无源器件调试而做,涵盖了无源器件调试所需的矢量网络分析仪基本能,关于矢量网络分析仪的其它更进一步的使用,请参照仪器所附的使用说明书。 2、本说明书仅以ZVB4矢量网络分析仪为例,对其它型号矢量网络分析仪,操作步骤基本相 同,只是按键和菜单稍有差别。 3、仪器使用的一般要求仪器操作使用规范。 4、带方框的键如MEAS键为仪器面板上的按键,方框内带单引号的键为软菜单(soft menu), 即屏幕右侧所示菜单所对应的键,如‘dB Mag’。 5、本仪器几乎所有操作都可以通过鼠标进行。

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矢量网络分析仪基础知识和S参数测量

矢量网络分析仪基础知识及S参数测量 §1 基本知识 1.1 射频网络 这里所指的网络是指一个盒子,不管大小如何,中间装的什么,我们并不一定知道,它只要是对外接有一个同轴连接器,我们就称其为单端口网络,它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。注意:这儿的网络与计算机网络并不是一回事,计算机网络是比较复杂的多端(口)网络,这儿主要是指各种各样简单的射频器件(射频网络),而不是互连成网的网络。 。因为只有一个口,总是接在最后又称 1.单端口网络习惯上又叫负载Z L 终端负载。最常见的有负载、短路器等,复杂一点的有滑动负载、滑动短路器等。 2单端口网络的电参数通常用阻抗或导纳表示,在射频范畴用反射系数Γ(回损、驻波比、S )更方便些。 11 2.两端口网络最常见、最简单的两端口网络就是一根两端装有连接器的射频电缆。 2匹配特性两端口网络一端接精密负载(标阻)后,在另一端测得的反射系数,可用来表征匹配特性。 2传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性(反射系数)外, 还有一个传输特性,即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数T。 插损(IL)= 20Log│T│dB ,一般为负值,但有时也不记负号,Φ即相移。

2两端口的四个散射参量测量 两端口网络的电参数,一般用上述的插损与回 损已足,但对考究的场合会用到散射参量。两端口网络的散射参量有4个,即 S 11、S 21、S 12、S 22。这里仅简单的(但不严格)带上一笔。 S 11与网络输出端接上匹配负载后的输入反射系数Г相当。注意:它是网络 的失配,不是负载的失配。负载不好测出的Γ,要经过修正才能得到S 11 。 S 21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当,对于无源网络即传 输系数T 或插损,对放大器即增益。 上述两项是最常用的。 S 12即网络输出端对输入端的影响,对不可逆器件常称隔离度。 S 22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。 中高档矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数,普及型矢网不具备这种能 力,只有插头重新连接才能测得4个参数,而且没有作全端口校正。 1.2 传输线 传输射频信号的线缆泛称传输线。常用的有两种:双线与同轴线,频率更高则会用到 微带线与波导,虽然结构不同,用途各异,但其基本特性都可由传输线公式所表征。 2特性阻抗Z 0 它是一种由结构尺寸决定的电参数,对于同轴线: 式中εr 为相对介电系数,D 为同轴线外导体内径,d 为内导体外径。 2反射系数、返回损失、驻波比 这三个参数采用了不同术语来描述匹 配特性,人们希望传输线上只有入射电压, 没有反射电压, 这时线上各处电

矢量网络分析仪的误差分析和处理

矢量网络分析仪的误差分析和处理 一、矢量网络分析仪的误差来源 矢量网络分析仪的测量的误差主要有漂移误差、随机误差、系统误差这三大种类。 1、漂移误差 漂移误差是由于进行校准之后仪器或测试系统性能发生变化所引起,主要由测试装置内部互连电缆的热膨胀特性以及微波变频器的变换稳定性引起,且可以通过重新校准来消除。校准维持精确的时间范围取决于在测试环境下测试系统所经受到的漂移速率。通常,提供稳定的环境温度便能将漂移减至最小。 2、随机误差 随机误差是不可预测的且不能通过误差予以消除,然而,有若干可以将其对测量精度的影响减至最小的方法,以下是随机误差的三个主要来源: (1)仪器噪声误差 噪声是分析仪元件中产生的不希望的电扰动。这些扰动包括:接收机的宽带本底噪声引起的低电平噪声;测试装置内部本振源的本底噪声和相位噪声引起的高电平噪声或迹线数据抖动。 可以通过采取以下一种或多种措施来减小噪声误差:提高馈至被测装置的源功率;减小中频带宽;应用多次测量扫描平均。

(2)开关重复性误差 分析仪中使用了用来转换源衰减器设置的机械射频开关。有时,机械射频开关动作时,触点的闭合不同于其上次动作的闭合。在分析仪内部出现这种情况时,便会严重影响测量的精度。 在关键性测量期间,避免转换衰减器设置,可以减小开关重复性误差的影响。 (3)连接器重复性误差 连接器的磨损会改变电性能。可以通过实施良好的连接器维护方法来减小连接器的重复性误差。 3、系统误差 系统误差是由分析仪和测试装置中的不完善性所引起。系统误差是重复误差(因而可预测),且假定不随时间变化,可以在校准过程中加以确定,且可以在测量期间用数学方法减小。系统误差决不能完全消除,由于校准过程的局限性而总是存在某些残余误差,残余(测量校准后的)系统误差来自下列因素:校准标准的不完善性、连接器界面、互连电缆、仪表。 反射测量产生下列三项系统误差:方向性、源匹配、频率响应反射跟踪。 传输测量产生下列三项系统误差:隔离、负载匹配、频率响应传输跟踪。 下面分别介绍这六项系统误差,其中提到的通道A为反射接收机,通道B为传输接收机,通道R为参考接收机。 (1)方向性误差 所有网络分析仪都利用定向耦合器或电桥来进行反射测量。对理想的耦合器,只有来自被测件(DUT)的反射信号出现在通道A上。实际上,有少量入射信号经耦合器的正向路径泄漏并进入通道A(如

S参数定义,矢量网络分析仪基本知识和S参数测量

S参数定义、矢量网络分析仪基础知识及S参数测量 §1 基本知识 1.1 射频网络 这里所指的网络是指一个盒子,不管大小如何,中间装的什么,我们并不一定知道,它只要是对外接有一个同轴连接器,我们就称其为单端口网络,它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。注意:这儿的网络与计算机网络并不是一回事,计算机网络是比较复杂的多端(口)网络,这儿主要是指各种各样简单的射频器件(射频网络),而不是互连成网的网络。 1.单端口网络习惯上又叫负载Z L。因为只有一个口,总是接在最后又称终端负载。最常见的有负载、短路器等,复杂一点的有滑动负载、滑动短路器等。 ?单端口网络的电参数通常用阻抗或导纳表示,在射频范畴用反射系数Γ(回损、驻波比、S11)更方便些。 2.两端口网络最常见、最简单的两端口网络就是一根两端装有连接器的射频电缆。?匹配特性两端口网络一端接精密负载(标阻)后,在另一端测得的反射系数,可用来表征匹配特性。 ?传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性(反射系数)外, 还有一个传输特性,即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数T。 插损(IL)= 20Log│T│dB ,一般为负值,但有时也不记负号,Φ即相移。

V2 ?两端口的四个散射参量测量两端口网络的电参数,一般用上述的插损与回损已足,但对考究的场合会用到散射参量。两端口网络的散射参量有4个,即S11、S21、S12、S22。 S参数的基本定义: S11:端口2匹配时,端口1的反射系数Г及输入驻波,描述器件输入端的匹配情况,S11=a2/a1;也可用输入回波损耗RL=-2Olg(ρ)(能量方面的反应)表示。 S22:端口1匹配时,端口2输出驻波,描述器件输出端的匹配情况,S22=b2/b1。 S21:增益或插损,描述信号经过器件后被放大的倍数或者衰减量。S21=b1/a1. 对于无源网络即传输系数T或插损,对放大器即增益。 S12:反向隔离度,描述器件输出端的信号对输入端的影响,S12=a2/b2。 特点: 1、对于互易网络有S12=S21 2、对于对称网络有S11=S22 3、对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上 4、在高速电路设计中用到的微带线或带状线,都有参考平面,为不对称结构(但平行双导线就是对称结构),所以S11不等于S22,但满足互易条件,总是有S12=S21。

矢量网络分析

矢量网络分析 CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.

矢量网络分析(Vector Network Analyzer ,VNA)是通过测量元件对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度和相位的影响来精确表征元件特征的一种方法。网络分析是指对较复杂系统中所用元件和电路的电器性能进行测量的过程。这些系统传送具有信息内容的信号时,我们最关心的是如何以最高效率和最小失真使信号从一处传到另一处。矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一种高精度智能化测试仪器,在业界享有“微波/毫米波测试仪器之王”的美誉,主要用于被测网络散射参量双向S参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测量,广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和计量等领域,还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领域。国内生产矢量网络分析仪的厂家主要有:中国电子科技集团41所、天津德力、成都天大仪器等单位。国产矢量网络分析仪中,仅41所有与国外同类先进产品相对应的频率上限覆盖至170GHz的系列化产品。在世界范围内矢量网络分析仪生产厂商主要有美国安捷伦、日本安立和德国罗德施瓦茨等,其中以美国安捷伦代表着最高水平,其推出产品最高频率上限已达500GHz。 矢量网络分析仪可测量的器件: 无源器件(滤波器) 有源器件(放大器) 单端口器件(天线)

双端口器件(衰减器) 多端口器件(混频器,耦合器,功分器) 平衡器件(平衡滤波器等) 网络分析仪有标量网络分析仪和矢量网络分析仪之分。 标量网络分析仪:只测量幅度信息,不支持相位的测量。接收机采用二极管检波,没有选频特性,动态范围小。 矢量网络分析仪:可同时测量被测网络的幅度信息和相位信息。接收机采用调谐接收,具有选频特性,能够有效抑制干扰和杂散,动态范围大。通过测量被测网络(被测件)对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位的影响,来表征被测网络的特性。 网络分析的基本原理 网络有很多种定义,就网络分析而言,网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配,最大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时,总会有一部分信号被反射,而另一部分被传输,这就好比光源发出的光射向某种光学器件,例如透

矢量网络分析仪的使用——实验报告

矢量网络分析仪的使用——实验报告

矢量网络分析仪实验报告 一、实验内容 单端口:测量Open,Short,Load校准件的三组参数,分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设:preset OK 2)选择测试参数S11:Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式:Format->LogMag; 4)设置频率范围:Start->1.5GHz,Stop->2.5GHz(面板键盘上“ G”代表GHz, “ M”代表MHz,“ k”代表kHz; 5)设置扫描点数:Sweep Setup->Points->101->x1(或”Enter”键或按下大 按钮); 6)设置信号源扫描功率:Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off(隐 藏设置窗)。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号:Cal->Cal Kit->85032F(或自定义/user)(F指femal母 头校准件,M指male公头校准件); 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->Set ALL->Short(m/f); 3)选择单端口校准并选择校准端口:Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1(端口1 的校准,端口2也可如此操作); 4)把Open校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端),点 击Open,校准提示(嘀的响声)后完成Open校准件的测量;得到的结果如Fig 1:单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端), 点击Short,校准提示(嘀的响声)后完成Short校准件的测量;得到的结果如Fig 2:单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端),点

矢量网络分析仪的使用——实验报告

矢量网络分析仪实验报告 一、实验容 单端口:测量Open,Short,Load校准件的三组参数,分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设:preset OK 2)选择测试参数S11:Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式:Format->LogMag; 4)设置频率围:Start->1.5GHz,Stop->2.5GHz(面板键盘上“G”代表 GHz,“M”代表MHz,“k”代表kHz; 5)设置扫描点数:Sweep Setup->Points->101->x1(或”Enter”键或按 下大按钮); 6)设置信号源扫描功率:Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off (隐藏设置窗)。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号:Cal->Cal Kit->85032F(或自定义/user)(F指femal 母头校准件,M指male公头校准件); 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->Set ALL->Short(m/f); 3)选择单端口校准并选择校准端口:Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1(端口1 的校准,端口2也可如此操作); 4)把Open校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端),点击Open,校准提示(嘀的响声)后完成Open校准件的 测量;得到的结果如Fig 1:单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端),点击Short,校准提示(嘀的响声)后完成Short校准件的 测量;得到的结果如Fig 2:单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连

(完整版)矢量网络分析仪.doc

矢量网络分析仪知识 一、概述 (一)用途 矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一 种高精度智能化测试仪器,在业界享有“微波/ 毫米波测试仪器之王”的美誉, 主要用于被测网络散射参量双向S 参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测 量,广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和 计量等领域,还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷 达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领 域。 (二)分类与特点 矢量网络分析仪可以分为分体式矢量网络分析仪、一体化矢量网络分析仪、 高性能矢量网络分析仪、脉冲矢量网络分析仪、毫米波矢量网络分析仪、多端口 矢量网络分析仪、非线性矢量网络分析仪、便携式矢量网络分析仪、矢量网络分 析仪模块(目前只有 VXI 总线形式 ) 等类型产品。 分体式矢量网络分析仪特点 采用积木式结构,以主机、信号源、S 参数测试装置、控制机等独立设备系 统集成,配置灵活,技术指标较高,系列化产品工作频段覆盖 45MHz~ 170GHz,但体积庞大、连接复杂、对操作要求高,已逐渐被一体化、高性能矢量网络分析仪替代。 一体化矢量网络分析仪特点 采用集成式结构,将信号源、 S 参数测试装置、幅相接收机等集成在一个机箱 内,体积小、测试方便,代表着矢量网络分析仪体系结构的发展方向。早期的 一体化矢量网络分析仪工作频率主要为 20GHz以内,目前正向高性能的新一代产品线 全面过渡。 高性能矢量网络分析仪特点 采用基于多处理器的嵌入式计算机平台、基于模块化的多级倍频稳幅和宽带 混频接收架构以及基于Windows 操作系统的多线程实时测量软件平台,操作方 便,扩展灵活,技术指标较之以往产品有质的提升,工作频段覆盖300kHz ~ 67GHz,突破基于平台式体系架构设计的自主产品发展理论,代表着矢量网络分析仪的主 要发展方向。 脉冲矢量网络分析仪特点 以微波脉冲调制信号作为激励信号,在继承连续波矢量网络分析仪宽频带、 高精度和高速测量特点的基础上,能够在实时测量状态下获得被测电子元器件和电 子装备在脉冲调制激励信号状态下的幅频、相频和群时延特性信息,满足新体 制军用电子装备的测试需求,目前可实现 100ns 脉冲窄带信号测量,工作频率上限可 达 40GHz。 毫米波矢量网络分析仪特点 毫米波矢量网络分析仪是矢量网络分析仪在毫米波乃至更高频段的重要分 支,适用于毫米波/ 亚毫米波甚至更高频段器部件的幅频、相频和群时延特性的 测量,目前工作频率上限可达170GHz。 多端口矢量网络分析仪特点

矢量网络分析仪介绍

矢量网络分析仪
产品简介
1

产品概述 1、T5113A
2、T5230A/T5215A
3、T5280A
2

产品概述 T5113A
T5113A矢量网络分析仪是一款频 率范围覆盖300kHz到1.3GHz、双 端口单通路经济型网分仪,端口 阻抗有50Ω和75Ω两种。
z应用领域
特别适用于广播电视、汽车电子、医疗、科研教育等领域射频器件和组 件的研发、生产测试。
3

产品概述 T5113A 主要指标
频率范围 频率精度 信号源输出功率 信号源功率精度 动态范围 测量带宽(IFBW) 迹线噪声 温度稳定性 测量点数 端口 扫描类型 通道数/迹线数/标记点数 校准能力 迹线功能 标记功能 数据分析功能 系统供电 功耗 机箱尺寸 重量 300kHz ~ 1.3GHz 分辨率:1Hz;精度:±5 ppm -55dBm ~ +3dBm 分辨率:0.05dB;精度:±1.5dB 125dB,典型值 130dB(IFBW=10Hz) 1Hz ~ 30kHz(步进值 1/3) 0.002dB rms (IFBW=3kHz) 0.02dB /oC 2~10001 双端口单通路;50Ω或75Ω 线性频率扫描,对数频率扫描,分段频率扫描,线性功率扫描 4/8/16 响应校准、全1端口校准、单通路2端口校准;支持机械校准件、电子校准件。 迹线显示、迹线运算、自动刻度、电延迟、相位偏置。 数据标记、参考标记、标记搜索、统计、带宽搜索 端口阻抗转换、去嵌入功能、嵌入功能、S参数转换、时域转换、时域门控、极限测试、纹波测试 220 ± 22 V (AC), 50 Hz 20W 440mm(W)x231mm(H)x360mm(D) 10kg 4

网络分析仪使用说明书

TW/QS-SC-02 文件编号(深圳)有限公司TWTX V1.0 次版 矢量网络分析仪使用说明书1/16 次页 1 目的 本使用说明书为规范矢量网络分析仪的操作,避免操作不当引起的仪器损坏;作为培训文件使公司技术人员了解本仪器的使用。 2 适用范围 本使用说明书适用于公司范围内的所有Anglent E50系列矢量网络分析仪的使用(其他型号具有一定的实用价值,但最大区别在于按键位置以及功能方面有细小区别)。 3 主要职责 3.1 各部门设备使用者负责实施设备一级保养工作。 3.2 各部门安排专人负责实施设备的定期保养管理,监督日常保养工作之实施。 3.3 对新进员工有必要学习此文件时进行培训学习。 4 仪器操作注意事项 4.1 测试产品时,不能直接加电测试。 4.2 测试功放前,必须在频谱仪上检测过没有自激,才能用网络仪测其它指标。 4.3 防止有大的直流电加入,网络仪最大能承受10V的直流电。 4.4 防止过信号的输入。 4.4.1 网络分析仪的最大允许输入信号为20dBm。 4.4.2 输入信号大于10dBm时,应加相应的衰减器。 4.5 仪器使用前确保已接地。 5 仪器面板介绍 5.1 按键区域 1·ACTIVE CH/TRACE:活动通道区;软菜单

2·软驱; 3·RESPONSE:响应区; 1 2 4·NAVIGATION:导航区; 5 4 3 5·ENTRY:输入区; 6·STIMULVS:激励区; 7·MKR/ANALYIS:标定点/分析; 6 7 8 8·INSTRSTATE:设备状态区。 注:见“11 按键翻译”。 USB接口 TW/QS-SC-02 文件编号 TWTX(深圳)有限公司V1.0 版次 矢量网络分析仪使用说明书2/16 页次5.2 显示区域 1 2 3 4 5 1.0000 000/Ref Tr1 S11 1SWR .0.00dB Tr2 Logmag S21 10dB/Ref 1.0000 000/Ref SWR 1S22 .Tr3 1.表示通道编号; 2.表示通道类型; 3.表示通道的格式; 4.表示通道在显示屏上每格所表示的数值; 5.表示通道在显示屏上参考线所在的格子数值。 6 仪器的基本常用功能介绍 6.1 测量回波损耗(电压驻波比) 通道选择S11或S22,S11时,用电缆PORT1;S22时,用电缆PORT2。 测量单通道时,所测器件终端应加负载;测双通道时,器件输出与输入均应接电缆。器件为有源器件时,详见“4 仪器操作注意事项”。

矢量网络分析仪及其校准

矢量网络分析仪原理及其使用 本文阐述了矢量网络分析仪的基本原理和结构组成,探讨了矢量网络分析仪误差来源,二端口误差模型和误差修正方法,并简要介绍了典型元器件的测试方法及测试中需要注意的细节。 1引言 矢量网络分析仪是功能强大的一种网络分析仪,是微波电路设计和测试工程师必不可少的测量仪器。在我所科研生产中起着非常重要的作用,我室现有两台矢量网络分析仪,一台是安立37347A、一台是安捷伦E8363C。主要用于测量放大器、天线、微波元器件(电缆、滤波器、分路器、开关、接插件)参数的测试验证。进行可靠的网络测量必须深刻理解网络分析仪和被测件的特性,本文将探讨矢量网络分析仪的基本原理、结构组成、误差修正、校准原理和常用元器件特性的测量。 2测量原理及结构组成 网络分析仪有标量网络分析仪和矢量网络分析仪之分。标量网络分析仪只能测量网络的幅频特性,而矢量网络分析仪可同时测量被测网络的幅度信息和相位信息。通过测量被测网络(被测件)对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位的影响,来表征被测网络的特性。 2.1结构组成 矢量网络分析仪一般由激励源、两个测试端口(含信号分离部件)、高接收灵敏度的调谐接收机、用于计算和观察结果的处理器和显示器组成。矢量网络分析仪是一种高集成度的测量仪器,所需的外部配置较少,主要是各种校准器,包括开路器、短路器、匹配负载、转接电缆以及连接被测件所需的转换装置。

S21 正向传输参数S12 反向传输参数Port 1 Port 2 a1 b2 a2 b1 S11 正向反射参数S22 反向反射参数被测件? S11= b1/a1 ? S21= b2/a1 ? S22= b2/a2 ? S12= b1/a2 ? a1,b1,a2,b2分别是入射信号和出射信号,可以看出S参数是两个信号的比值。? 此项比值包括幅度和相

矢量网络分析仪的使用——实验报告

矢量网络分析仪实验报告 一、实验内容 单端口:测量Open,Short,Load校准件的三组参数,分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设:preset OK 2)选择测试参数S11:Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式:Format->LogMag; 4)设置频率范围:Start->1.5GHz,Stop->2.5GHz(面板键盘上“G”代 表GHz,“M”代表MHz,“k”代表kHz; 5)设置扫描点数:Sweep Setup->Points->101->x1(或”Enter”键或按 下大按钮); 6)设置信号源扫描功率:Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off (隐藏设置窗)。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号:Cal->Cal Kit->85032F(或自定义/user)(F指femal 母头校准件,M指male公头校准件); 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->SetALL->Short(m/f); 3)选择单端口校准并选择校准端口:Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1(端口1 的校准,端口2也可如此操作); 4)把Open校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端),点击Open,校准提示(嘀的响声)后完成Open校准件的 测量;得到的结果如Fig 1:单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端),点击Short,校准提示(嘀的响声)后完成Short校准件的 测量;得到的结果如Fig 2:单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口(或与校准端口相连的同轴电缆另一连

矢量网络分析仪使用说明书

矢量网络分析仪使用说明书 第一章前言 1. E836B网络分析仪具有以下技术特点: ①高性能测量接收机 E8362A网络分析仪采用基于混频器的实现方式,使该仪表具有当今微波网络分析仪中最高的测量灵敏度度。 测量频率范围:10M~20GHz; 接收机数量:4台 接收机测量灵敏度:-120dBm 接收机测量参数;幅度和相位。 迹线噪声:0.005dB(在中频带宽为10KHz时) ②完整的测量能力 该网络分析可以工作在以下测量状态: 频域扫描状态:测量激励信号为功率固定,频率变化信号。考察被测在不同频率激励状态下等离子参数的变化; 功率扫描状态:测量激励信号为频率固定,功率扫描变化信号。考察被测在不同功率激励状态下参数的变化; 连续波状态:测量激励信号为频率固定,功率固定信号。考察被测等离子在固定激励状态下,响应状态参数的波动变化,E8362A最大测量时间长度可达到3000秒; 时间域测量状态:通过将被测的频率响应通过IFFT变化到时间域得到其时域冲击响应,考察被测等离子响应信号的空中分布特性。E8362AIFFT运算点数为160001点,可保证时域测量的分辨率和测量时间宽度。 ③强大的分析能力 E8362A基于PC的window2000操作平台,可内置各种分析软件,不需要外置PC 进行数据处理,编程方式为COM/DCOM,保证测试的速度。仪表内置嵌入、去嵌入及端口延伸等功能,可直接消除测量天线对测量结果的影响,或进行其它补偿运算处理。 ④高测量速度 E8262A高性能接收机可确保高测量精度的同时具有快测量速度,具体指标为:

35us/测量点,14ms/刷新(400点)。保证对被测等离子的瞬态响应进行捕捉分析。 ⑤多测试状态同时完成 E8262A可支持16个测试通道,各通道可工作在不同的测量状态。利用该功能,可以综合不同分析方法从不同角度来对一个现象进行研究。 ⑥良好的可扩展性 E8263A采用开放的发射/接收组成框架,用户可以根据测量的具体要求改变仪表的测量连接状态,还可以把需要的外部信号处理过程组合到仪表内部,例如:当被测需要更大激励功率时,可将推动方法器连接到仪表相应端口,该放大器引起的测试误差可以通过仪表的校准过程消除。 微波矢量网络分析仪是一台自动化、高精度的仪器,有很好的隔离度,能够同时测量四个矢量S参数,并且具有时间门的功能。 X波段(8-12.4GHz)圆口天线,圆口面直径为11cm,增益20dB。

网络分析仪使用说明书.(DOC)

1 目的 本使用说明书为规范矢量网络分析仪的操作,避免操作不当引起的仪器损坏;作为培训文件使公司技术人员了解本仪器的使用。 2 适用范围 本使用说明书适用于公司范围内的所有Anglent E50系列矢量网络分析仪的使用(其他型号具有一定的实用价值,但最大区别在于按键位置以及功能方面有细小区别)。 3 主要职责 3.1 各部门设备使用者负责实施设备一级保养工作。 3.2 各部门安排专人负责实施设备的定期保养管理,监督日常保养工作之实施。 3.3 对新进员工有必要学习此文件时进行培训学习。 4 仪器操作注意事项 4.1 测试产品时,不能直接加电测试。 4.2 测试功放前,必须在频谱仪上检测过没有自激,才能用网络仪测其它指标。 4.3 防止有大的直流电加入,网络仪最大能承受10V 的直流电。 4.4 防止过信号的输入。 4.4.1 网络分析仪的最大允许输入信号为20dBm 。 4.4.2 输入信号大于10dBm 时,应加相应的衰减器。 4.5 仪器使用前确保已接地。 5 仪器面板介绍 5.1 按键区域 1·ACTIVE CH/TRACE :活动通道区; 2·软驱; 3·RESPONSE :响应区; 4·NAVIGATION :导航区; 5·ENTRY :输入区; 6·STIMULVS :激励区; 7·MKR/ANALYIS :标定点/分析; 8·INSTRSTATE :设备状态区。 注:见“11 按键翻译”。 1 2 3 6 4 5 7 8 软菜单 USB 接口

矢量网络分析仪使用说明书版次V1.0 页次2/16 5.2 1 2 3 4 5 Tr1 S11 SWR 1.000/Ref 1.0000 Tr2 S21 Logmag 10dB/Ref 0.00dB Tr3 S22 SWR 1.000/Ref 1.0000 1.表示通道编号; 2.表示通道类型; 3.表示通道的格式; 4.表示通道在显示屏上每格所表示的数值; 5.表示通道在显示屏上参考线所在的格子数值。 6 仪器的基本常用功能介绍 6.1 测量回波损耗(电压驻波比) 通道选择S11或S22,S11时,用电缆PORT1;S22时,用电缆PORT2。 测量单通道时,所测器件终端应加负载;测双通道时,器件输出与输入均应接电缆。器件为有源器件时,详见“4 仪器操作注意事项”。 6.2 测量插入损耗 通道选择S12(Port2接收Port1发射)或S21(Port1接收Port2发射)测量时,所测器件输出、输入应接电缆;测量有源器件时,S12、S21不能选错,其余详见“4 仪器操作注意事项”。 6.3 测量时延 所测器件端口接上仪器,通道选择视具体情况,仪器按键Format→GroupDelay,详见“4 仪器操作注意事项”。 6.4 测量史密斯圆图 通道选择S11或S22时,终端应加负载,所测端接电缆。双通道时,输出、输入应同时接电缆,仪器按键Format→Smith,详见“4 仪器操作注意事项”。 7 仪器校准按键介绍 7.1 手动校准(以下介绍了双通道的校准方法) 按Cal*键,选择Cal kit ,选择ⅹⅹⅹ(具体见校准件型号,一般仪器厂商有配置),再选择Calibrate,选择2-Port Cal(双通道校准),选择Reflection,再对应相应的通道及校准件进行校准(电缆接什么标准件并在仪器上具体按何键见按件翻译,这里用到的标准键有3种分别是,开路Open、短路Short和负载Load),结束后,选择Return返回

安捷伦矢量网络分析仪

基于矢量网络分析仪E5071C的TDR与传统采样示波器TDR之间的测量性能和优势比较 序言 最近几年随着多Gbps传输的普及,数字通信标准的比特率也在迅速提升。例如,USB 3.0的比特率达到5Gbps。比特率的提高使得在传统数字系统中不曾见过的问题显现了出来。诸如反射和损耗的问题会造成数字信号失真,导致出现误码。另外由于保证器件正确工作的可接受时间裕量不断减少,信号路径上的时序偏差问题变得非常重要。杂散电容所产生的辐射电磁波和耦合会导致串扰,使器件工作出现错误。随着电路越来越小、越来越紧密,这一问题也就越来越明显。更糟糕的是,电源电压的降低将会导致信噪比降低,使器件的工作更容易受到噪声的影响。尽管这些问题增加了数字电路设计的难度,但是设计人员在缩短开发时间上受到的压力丝毫没有减轻。

随着比特率的提高,尽管无法避免上述问题,但是使用高精度的测量仪器可以对此类问题进行检测和表征。以下是使用仪器处理这些问题时必须要遵守的测量要求: a.在更宽的频率范围都要有很大的测量动态范围 实现高动态范围的一种方法是降低噪声。如果仪器噪声达到最低水平,就可 以把很小的信号 (例如串扰信号) 测量出来。 精确地测量高频元器件也很关键,因为它们是导致信号完整性问题的最常见原因。 b.激励信号要能精确地同步起来 在测量多条微带线之间信号的时序偏差时,精确同步的激励信号更能保证精确的测量结果。 c.快速进行测量并刷新仪表屏幕上显示的测量结果 能够快速进行测量并刷新所显示的测量结果可以使产品的设计效率更高并提高生产吞吐量。 传统上,基于采样示波器的时域反射计 (TDR) 一直用于电缆和印刷电路板的测试。由于这种示波器的噪声相对较大,同时实现高动态范围和快速测量具有一定难度,虽然通过取平均法可以降低噪声,但是这会影响测量速度。示波器上用于测量时序偏差的多个信号源之间的抖动,也会导致测量误差。此外,给TDR 示波器设计静电放电 (ESD) 保护电路非常困难,因此TDR 示波器容易被ESD 损坏。 这些问题只凭TDR 示波器基本上很难解决,只有通过E5071C-TDR — 基于矢量网络分析仪 (VNA) 的TDR 解决方案才能解决。 图1. 数字系统设计中的问题。

矢量网络分析仪测驻波方法

如何使用矢量网络分析仪测量天线的驻波比? 1、打开网络分析仪,然后按下‘PRESET’键,准备进行设置。 2、设置监视的频率范围:按下‘FREQ’键,按下‘CENTER’软键,使用数字键输入扫频段的中心频率,例如144,然后按下‘MHz’软键。 3、按下‘SPAN’软键,输入测量带宽,使用数字键输入‘10’,然后按下‘MHz’软键。 4、选择测量端口:按下‘CHAN 1’键,然后再按下‘TRANSMISSION’软键。 5、选择测量类型:按下‘FORMAT’键,然后从菜单选择‘SWR’。 6、按下‘REFERENCE POSITION’软键,在屏幕菜单上选择‘9’,然后按下‘ENTER’软键。 7、设置测量标记为113MHz和115MHz:按下‘MARKER’键,然后在屏幕菜单上输入‘1’。使用数字键盘输入‘113’,然后按下‘MHz’软键。然后在屏幕菜单上输入‘2’。使用数字键盘输入‘115’,然后按下‘MHz’软键。 8、在‘REFLECTION’菜单下,按下‘CAL’,然后选择‘ONE PORT’。 9、在网络分析仪的RF OUT端,安装开路校准设备。 10、按下‘MEASURE STANDARD’,等一会儿,直到出现‘CONNECT SHORT’为止。 11、在网络分析仪的RF OUT端,安装短路校准设备,按下‘MEASURE STANDARD’,等一会儿,直到出现‘CONNECT OPEN’为止。 12、在网络分析仪的RF OUT端,安装50Ω的终端电阻,按下‘LOAD’,等一会儿,直到出现‘CONNECT LOAD’为止。 13、将天线电缆连接到在网络分析仪的RF的输出端。 14、在网络分析仪上,按下‘MARKER’,显示测量标记。 15、在‘REFLECTION’菜单下,按下‘MEAS’,即可显示出天线在144MHz的驻波比。

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