矢量网络分析仪介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,矢量网络分析仪介绍,高频信号的特性,传输信号,参考信号,传输,增益,/,损耗,S-,参数,S,21, S,12,群时延,传输系数,插入相位,反射信号,参考信号,反射,SWR,S-,参数,S,11, S,22,反射系数,阻抗,导纳,R+,jX, G+,jB,回波损耗,G,r,T,t,参考信号,反射信号,传输信号,R,B,A,A,R,=,B,R,=,反射参数,dB,无,反射,(Z,L,=,Zo,),r,RL,VSWR,0,1,全反射,(Z,L,= open, short),0,dB,1,=,Z,L,-,Z,O,Z,L,+,O,Z,反射系数,=,V,reflected,V,incident,=,r,F,G,=,r,G,回波损耗,= -20,log(,r,),电压驻波比,VSWR,=,E,max,E,min,=,1 +,r,1 -,r,E,max,E,min,传输参数,V,Transmitted,V,Incident,传输系数,=,T,=,V,Transmitted,V,Incident,=,tf,DUT,增益,(,dB) = 20 Log,V,Trans,V,Inc,=,20,log,t,插入损耗,(,dB) = - 20 Log,V,Trans,V,Inc,=,- 20,log,t,线形特性/非线形特性的表征,线形特性,:,输入和输出的频率相同，不会产生其它频率的信号,输出信号较输入信号只可能在幅度和相位上改变,Frequency,f,1,Time,Sin 360,o,* f * t,Frequency,A,相位漂移,=,t,o,* 360,o,* f,1,f,DUT,Time,A,t,o,A * Sin 360,o,* f (t - t,o,),输入,输出,Time,非线形特性,:,输出的信号可能发生频率的改变（如混频器）,可能其它频率附加信号（如谐波、互调产物）,Frequency,f,1,群时延,初始相位,弧度/秒,度,f Hz (,w = 2 p,f),f,w,f,群时延,(,t ),g,=,-,d,f,d,w,=,-,1,360,o,d,f,d f,*,Frequency,群时延纹波,平均时延,t,o,t,g,Phase,f,Df,Frequency,Dw,w,群时延的纹波能够说明相位的失真,通过平均时延能够得到,DUT,的,长度,测量,S-Parameters,S,11,=,反射信号,参考信号,=,b,1,a,1,a,2,=,0,S,21,=,传输信号,参考信号,=,b,2,a,1,a,2,=,0,S,22,=,反射信号,参考信号,=,b,2,a,2,a,1,=,0,S,12,=,传输信号,参考信号,=,b,1,a,2,a,1,=,0,参考信号,传输信号,S,21,S,11,反射信号,b,1,a,1,b,2,Z,0,Load,a,2,=,0,DUT,正向,参考信号,传输信号,S,12,S,22,反射信号,b,2,a,2,b,a,1,=,0,DUT,Z,0,Load,反向,1,矢量网络分析仪框图,接收,/,检波,信号处理,/,显示,反射,(A),传输,(B),参考,(,R),功分器,信号源,参考信号,反射信号,传输信号,DUT,系统误差,由于仪器本身以及测试设置的不理想引起,不,随时间发生变化,随机误差,随时间随机变化,(,不可预测的,),主要原因有,:,仪器的噪声,开关和连接器的重复性等,漂移误差,校准完成之后系统的性能发生的一些变化,主要由环境温度等变化引起。,测量误差模型,测量数据,未知元件,系统误差,随机误差,漂移误差,Errors:,RE-CAL,RE-CAL,系统测量误差,A,B,源匹配,负载匹配,Crosstalk,方向性,DUT,频率响应,反射跟踪,(,A/R),传输跟踪,(,B/R),R,6,个,正向误差，6个反向误差,HP,公司推出矢量网络分析仪时，该分析仪被称为,“世界测量仪器之王”，就是因为他们提供了系统的,误差模型，使测量技术大大前进了一步。,E,D,=,方向性,E,RT,=,反射跟踪,E,S,=,源匹配,为,修正误差，我们测量3个标准件，从而得到3个公式来来求出各项误差系数,S,11,M,S,11,A,E,S,E,RT,E,D,1,RF in,误差适配器,S,11,M,S,11,A,RF in,Ideal,了解这些，我们很容易就能够得到全双端口的误差模型,S,11M,= E,D,+ E,RT,1 -,E,S,S,11A,S,11A,反射,单端口模型,单端口校准前后的测量曲线,校准前,校准后,0,20,40,60,6000,12000,2.0,回波损耗,(,dB),VSWR,1.1,1.01,1.001,MHz,2,端口的误差模型,在,这里，要求4个,S,参数同步刷新,当然使用仪器的测量人员不需要知道这些误差修正的公式,但是，能够了解各项误差的意义，有助于针对测试需求做不同的校准，从而提高效率和测量的准确性,Port 1,Port 2,E,S,11,S,21,S,12,S,22,E,S,E,D,E,RT,E,TT,E,L,a,1,b,1,A,A,A,A,X,a,2,b,2,正向模型,=,正向方向性,=,正向源匹配,=,正向反射跟踪,=,正向负载匹配,=,正向传输跟踪,=,正向个隔离度,E,S,E,D,E,RT,E,TT,E,L,E,X,=,反向反射跟踪,=,反向传输跟踪,=,反向方向性,=,反向源匹配,=,反向负载匹配,=,反向隔离度,E,S,E,D,E,RT,E,TT,E,L,E,X,Port 1,Port 2,S,11,S,S,12,S,22,E,S,E,D,E,RT,E,TT,E,L,a,1,b,1,A,A,A,E,X,21,A,a,2,b,2,反向模型,不同校准去除的误差项目,方便、快捷,没有误差修正,测量结果不准确,较,简单,对,测量精度要求不高时使用,去除了频率响应误差,用于反射测量,使用标准的,去除以下误差项目：,方向性,源匹配,反射跟踪,精度最高,去除了以下误差：,方向性,源/负载匹配,反射跟踪,传输跟踪,泄漏干扰,不作,校准,响应校准,单端口校准,全2,端口,DUT,DUT,DUT,DUT,thru,thru,ENHANCED-RESPONSE,SHORT,OPEN,LOAD,SHORT,OPEN,LOAD,SHORT,OPEN,LOAD,未校准之前的各测量值为初始值,测试时对仪器的校准和选择,反射参数测量：,要考虑反射跟踪、源匹配、负载匹配，,更重要的是方向性。（如测耦合器）,传输参数测量：,重点要考虑仪器的动态范围是否满足,测试要求,当然，测试中要避免对仪器的致命损害：,如接地、大功率保护等。,