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    矢量網絡分析儀基本結構和原理
     2022年08月25日 |閱讀次數:117

    矢量網絡分析儀簡稱矢網或網分,網絡是指信號傳輸通道,主要功能是分析射頻微波信號傳輸通道頻域特性S參數(散射參數),包括信號的傳輸和反射所有特性,常用測試參數有:插入損耗、回波損耗、增益、駐波、相位、時延、阻抗等。

    雙端口矢量網絡分析儀基本結構原理

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    定向耦合器是網絡分析儀內部連接端口的第yi個射頻部件,將通過端口的前向信號,耦合輸出給參考接收機a通道,將進入端口的反向信號,耦合輸出給測量接收機b通道。

    接收機是由混頻器、本振、濾波器及ADC和數字處理構成,混頻濾波后的中頻信號進行矢量I/Q分解,獲得波量a、b的幅度和相位值。各個b/a波量之間的比值,得到S參數值。各個接收機通道是相參的,使用同一個本振且同步測試。
    信號源提供端口輸出信號,衰減器選件應用在較高增益的放大器測量。
    矢網的校準,是準確測量前的必要準備工作,校準方法和步驟是矢網標準功能之一,按步驟連接一系列校準件(已知精確S參數的器件),使測試接口的幅相校準調零。


    矢量網絡分析儀測試項目

    測試項目物理意義和計算公式
    波量

    波量描述電磁波的傳輸量值和方向。

    波量是矢量,含幅度和相位,可表示為A∠Φ,或者復數x+jy。

    波量幅度單位是√W,歸一化電壓。

    波量a:參考接收機測量值,功率為a2。

    波量b:測量接收機測量值,功率為b2。

    S參數

    S11=b1/a1

    S21=b2/a1

    S12=b1/a2

    S22=b2/a2

    反射系數

    描述入射波與反射波的比值,反射系數表征被測端口的阻抗匹配程度,端口越接近匹配特性阻抗,反射波量越小,反射系數越小。

    回波損耗

    反射系數幅值表示為對數dB


    駐波比

    反射系數的另一種表述方式,駐波比也表征被測端口的阻抗匹配程度。

    在入射波和反射波相位相同的地方,電壓振幅相加為zui大電壓振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為zui小電壓振幅Vmin ,形成波谷。駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波谷處的電壓幅值Vmin之比。

    傳輸系數

    描述被測件DUT輸出波量與入射波的比值,表征DUT對信號的衰減或放大的倍數。

    插入損耗

    增益

    傳輸系數幅值表示為對數dB

    復阻抗

    網絡分析儀通過反射系數獲得DUT的端口阻抗。

    相位

    S參數的角度

    群時延

    群時延是表征電磁波色散現象的物理量,表示各個頻率的信號通過DUT的時間,通過S參數的相鄰頻點相位差與頻率差之比計算得來。


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