矢量网络分析仪误差模型分析与应用_方志坚

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矢量网络分析仪误差模型分析与应用

输系统，网络Ｂ为待测网络第二端口到网络分析仪的第二端口的传输系统，网络Ｘ待测设备的为等效网络。在传统误差分析模型中，通常将上述网络的信号正向传输与反向传输模型表示为１参２数模型，如图２。
维普资讯
测试技术卷
ＴｅｓｔＴｅＣｈｎｏＩＯｇＹ
中圈分类号：Ｈ３Ｔ９
文献标识码：Ａ
文章编号：０３００２０）６００－２１０－１７（０７０－０９０
Ａｂｓｔｒａｃｔｌｖｅａｈｅ：ｔｇｌｔ８－ｅｒｏｒｍｏｄＵｌｏｆＳ— ｒｅｐａｒｅｔｍｅａｓｕｒ日ｍｅｒｅｍｅｎｔｏｆｅｃｏｒｖｔｎｅｔｏｒｗｋａｎａｌｅｒａｎｄｙｚＩｅｓｔｎｖｉｅｓｔｇａｔｈｅａｌｂｒｉｈｅｏｒＴｈｅｃａｌａｉｍｅｔｏｄｗｏｒａｎａｌｅｒｉｅｓｇｎｅｄｂｙａｋｉｇｅｆｃｉａｔｎｇｔｙ．ｉｔｎｇｂｒｈｏｆｎｅｔｋｙｚｓｄｉｍｎｕｓｏａｓｅｆｄｅｖｃｉａｎｄａｒｐａｒｔｏｉｅｓｗｔｓｔｈｄａｍｅｅｒｈｔｅｏｒＴｈｓｍｐｌｅｄｃｌａｔｎｇｃｃｕｌｉａｔｓｂｙｔｅｈｙ．ｅｌｉａｌｌｆｂｒｉａｌａｔｏｎｉｇｏｔ．
为网络输入与输出的电压之比，所以无论是信号正向传输还是反

矢量网络分析仪原理和使用方法课件

数据处理
利用矢量网络分析仪自带的软件或第三方软件，对采集到的数据进行处理和分析。
结果解读
根据测量结果，解读被测设备的性能指标，评估其性能优劣。

04
矢量网络分析仪应用实例
通信系统测试
通信系统测试
矢量网络分析仪能够测试通信系统的传输性能，如信号的幅度、相位和群延迟等，以确保系统性能稳定可靠。
信号完整性分析
微波元件测试
对于微波元件，如滤波器、放大器等，矢量网络分析仪可以测试其频率响应、增益和群延迟等特性。
可靠性分析
通过矢量网络分析仪，可以对电子元件进行可靠性分析，如温度循环、湿度试验等，以评估元件的寿命和稳定性。
雷达系统测试
雷达散射特性测试
01
矢量网络分析仪可以测试雷达系统的散射特性，如RCS（雷达
校准
根据需要，进行系统校准，以确保测量精度。
操作界面与设置
界面介绍
熟悉矢量网络分析仪的各个功能键和显示窗口，了解其基本功能。
设置参数
根据测量需求，设置合适的频率范围、扫描参数等，确保测量准确度。
保存设置
完成设置后，保存参数，以便下次使用。
数据采集与分析
数据采集
按照测量需求，选择合适的测试端口和电缆类型，进行数据采集。
高精度测试技术
误差校正和补偿技术
高精度测试技术需要采用误差校正和补偿技术，如校准件校正、误差模型拟合等，以减小测试误差和提高测试精度。
信号处理算法优化
高精度测试技术需要优化信号处理算法，如滤波、插值、拟合等，以提高数据处理的速度和准确性。
自动化测试技术
自动化校准和测试流程
自动化测试技术需要实现自动化校准和测试流程，以提高测试效率和降低人工操作误差。

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.1（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。

矢量网络分析仪学习

矢量网络分析仪学习矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是一种用来测量网络参数的仪器，主要用于研究和设计微波和射频电路。

它能够精确测量反射系数、传输系数、相位和群延时等参数，为电路设计和信号分析提供重要的工具。

本文将对矢量网络分析仪的原理、应用和使用方法进行详细介绍。

一、矢量网络分析仪的原理矢量网络分析仪的信号源产生高度稳定的射频信号，并通过测试通道将信号发送给被测设备。

测试通道通常由方向耦合器和同轴、微带线等传输线组成，用于控制和分配信号。

接收器接收来自被测设备的反射和透射信号，并将其转换为电压或功率信号。

计算机对接收到的信号进行处理和分析，通过数学算法计算出被测试设备的网络参数。

二、矢量网络分析仪的应用1.网络分析：矢量网络分析仪可以测量和分析被测试设备的频率响应、增益和相位等参数，帮助工程师设计和优化电路。

2.频率响应测试：矢量网络分析仪可以测量被测设备在特定频率范围内的频率响应，帮助工程师分析和解决信号衰减、失真和干扰等问题。

3.滤波器设计：矢量网络分析仪可以通过测量和分析滤波器的传输系数和反射系数，帮助工程师设计和调整滤波器的性能。

4.天线测试：矢量网络分析仪可以测量天线的增益、驻波比和波束宽度等参数，帮助工程师优化天线设计和性能。

5.信号分析：矢量网络分析仪可以测量和分析信号的相位、群延时和频率特性，帮助工程师了解信号的传播和失真情况。

三、矢量网络分析仪的使用方法1.设备连接：将测试端口与被测试设备连接，并确保连接可靠和稳定。

2.仪器校准：在进行测量之前，需要对矢量网络分析仪进行校准。

常见的校准方法包括开路校准、短路校准和负载校准等。

校准操作将确定参考平面和参考电阻等参数，确保测量的准确性。

3.参数设置：根据具体需求，设置待测设备的频率范围、功率级别和测量模式等参数。

4.数据采集：通过控制软件或前面板操作，启动测量并收集数据。

矢量网络分析仪将发送射频信号，并接收被测设备的反射和透射信号。

矢量网络分析仪

矢量网络分析仪矢量网络分析仪是一种广泛应用于通信、无线电设备和电子电路实验的精密测试仪器。

它可以测量电路中各种参数，如反射系数、传输系数和阻抗等，并为分析电路的性能提供数学模型。

本文将对矢量网络分析仪的原理、结构和应用进行详尽介绍。

一、矢量网络分析仪的原理矢量网络分析仪的原理是基于麦克斯韦方程组和电磁场理论。

在基础电磁理论的基础上，矢量网络分析仪将电信号分为正弦波和相位两部分进行测量，通过计算这些部分的幅度和相位差异，可以确定电路中各种参数的值。

这里简单介绍一下矢量网络分析仪的基本工作原理。

1.1 反射系数的测量反射系数是指信号在电路中反射时与源信号之间的关系。

在矢量网络分析仪的测量中，反射系数的测量可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号，并在电路的接收端检测到其反射信号，然后测量两个信号之间的相位和振幅差异，来计算反射系数的值。

1.2 传输系数的测量传输系数是指信号从电路的输入端到输出端的传输效率。

在矢量网络分析仪的测量中，传输系数可以通过在电路的输入端和输出端分别加入正弦信号，并测量两个信号之间的相位和振幅差异，来计算传输系数的值。

1.3 阻抗的测量阻抗是指电路对电流和电势差的响应，其强度和方向受到电路的各种参数的影响。

在矢量网络分析仪的测量中，阻抗可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号，并通过测量电路中的电流和电势差，来计算阻抗的值。

二、矢量网络分析仪的结构矢量网络分析仪的结构主要分为三部分：源信号、接收器和计算机控制系统。

源信号负责向电路中输入正弦信号，接收器负责检测电路中的反射和传输信号，计算机控制系统则负责数据处理和分析。

下面将对这些部分的结构和功能进行详细介绍。

2.1 源信号源信号是矢量网络分析仪的核心部分之一。

它主要通过向电路中输入不同频率和振幅的信号来测量电路的性能。

源信号通常由射频信号发生器（RF signal generator）或特定的示波器（oscilloscope）提供，其输出功率和波形必须具有高度稳定性和可控制性。

矢量网络分析仪的原理及测试方法

为了实现最大功率传输和最小反射，需要对传输线进行阻抗匹配。
矢量网络分析仪在通信测试中的应用
1 2
S参数测量
矢量网络分析仪可以测量散射参数（S参数），用于描述线性微波网络的反射和传输特性。
阻抗测量
通过测量S参数，可以进一步计算得到设备的阻抗特性，包括输入阻抗、输出阻抗和特性阻抗等。
3
相位测量
矢量网络分析仪可以测量信号的相位信息，用于分析信号的传播延迟和相位失真等。
PART 04
矢量网络分析仪在通信领域的应用
通信系统中的传输线效应
传输线的分布参数特性
传输线具有电阻、电感、电容和电导等分布参数，这些参数会影响信号的传输性能。
传输线的反射和传输
当信号在传输线上传播时，会遇到反射和传输两种现象，反射系数和传输系数是描述这两种现象的重要参数。
传输线的阻抗匹配
连接测试设备
将矢量网络分析仪、测试电缆、连接器等设备和配件按照测试要求连接好，确
保连接稳定可靠。
进行测试
启动矢量网络分析仪，按照设定的测试参数进行测试，记录测试结果。
设置测试参数
根据测试目标和要求，设置矢量网络分析仪的测试参数，如频率范围、扫描点数、中频带宽等。
重复测试
根据需要，对同一测试对象进行多次重复测试，以获得更准确的测试结果。
接收机对反射信号和传输信号进行幅度和相位测量，并将测量结果送至处理器。
DUT对入射信号进行反射和传输，反射信号和传输信号分别被定向耦合器接收并送至接收机。
处理器对测量结果进行数字信号处理，提取幅度和相位信息，并根据需要进行校准和误差修正，最终输出测试结果。
关键性能指标解析
频率范围
矢量网络分析仪能够测量的频率范围，通常覆盖多个频段，如微波、毫米波等。

矢量网络分析仪测量不确定度

矢量网络分析仪测量不确定度汇报人：2023-11-30•引言•测量不确定度的来源•测量不确定度的评估方法•矢量网络分析仪测量不确定度的实例分析目•测量不确定度的控制与改进措施•结论与展望录引言目的和背景测量不确定度的定义与重要性矢量网络分析仪简介测量不确定度的来源01020304环境因素影响01020304测量方法与操作过程误差测量方法的不完善操作过程中的人为误差测量不确定度的评估方法根据误差来源进行估计01020304仪器误差环境影响人员操作测试附件0102利用标准物质进行校准通过重复测量进行评估根据重复测量结果计算平均值、标准偏差和不确定度。

采用统计分析方法计算标准偏差矢量网络分析仪测量不确定度的实例分析使用标准电阻进行校准，可以消除测量系统的系统误差，提高测量的准确性。

校准标准将标准电阻连接到矢量网络分析仪的输操作流程标准电阻的误差、连接线的误差、测不确定度来源010203校准标准将标准电容连接到矢量网络分析仪的输入端口，通过校准程序进行校准，然后使用校准后的数据进行测量。

操作流程不确定度来源校准标准操作流程不确定度来源030201实例三：使用标准频率计进行校准测量不确定度的控制与改进措施采用高稳定的参考源进行校准，确保仪器在长时间内保持稳定的测量性能。

对仪器进行定期的全面校准和维护，确保各项指标符合相关标准。

选用高性能的矢量网络分析仪，具备更高的频率覆盖范围和更低的相位噪声。

提高仪器精度规范操作流程010203定期对矢量网络分析仪进行维护和保养，确保其机械和电气性能处于良好状态。

使用高质量的射频电缆和连接器，避免由于电缆质量差引起的测量误差。

采用现代测量技术，如自动校准和远程校准，提高校准的准确性和效率。

定期维护与校准仪器学习并采用最新的矢量网络分析技术，提高测量分辨率和精度。

研究并开发新型的测量算法和技术，降低测量不确定度。

参加相关学术会议和研讨会，了解最新的测量技术发展趋势和应用。

采用更先进的测量方法与技术结论与展望量化误差提高测量可靠性保证测量结果的准确性测量不确定度在矢量网络分析仪中的重要性未来研究方向与展望发展新型测量技术增强智能化和自动化拓展应用领域感谢观看。

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作者：汪源来源：《科技资讯》2016年第08期摘要：矢量网络分析仪的主要测试目标是电磁波，通过对电磁波的测试，可以为微波元器件的应用和设计的提供参考，促使微波元器件的功能性可以得到有效的发挥。

但是在实际的测试过程中，误差是切实存在的，影响测试的效果和测量的质量，使得的测量结果不能有效的对真实情况进行反应。

为此，需要科学的展开误差分析工作，为误差处理提供助力，提高微波元器件的功能性。

以下该文就矢量网络分析仪误差分析展开探讨，结合实际的测量情况，提出有效的误差处理措施，旨在为相关技术人员提供参考，促使矢量网络分析仪的功能性可以得到进一步提升，提高其测量的精确度和可靠性。

关键词：矢量网络分析仪误差分析处理中图分类号：TP393.06 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（b）-0017-02矢量网络分析仪对现代微波技术、计算机技术等具有直接的影响，具有测量简单，效果明显的特点，而且矢量网络分析仪的可以被视为一种万用表，具有良好的应用价值和发展空间。

主要是对器件和网络的反射特性和的传输特性展开测量工作，促使元器件的可以得到有效的设计和应用。

但是在实际的矢量网络分析仪应用时，误差会影响测量的精度和测量的准确性。

需要科学的展开误差分析工作，明确的误差的来源和误差的影响，值等有效的处理措施，使得矢量网络分析仪的功能性和测量准确性可以得到进一步的提升，推动相关产业的持续健康发展。

1 矢量网络分析仪的相关概述矢量网络分析仪是一种具有良好应用价值和应用空间的测量仪器，主要用于电磁波的测试，对器件的基本情况进行判断，为元器件的应用和设计提供参考，具有较高的测量精度和准确度。

近年来，科学技术的不断优化和完善，矢量网络分析仪的测量速度、精度，乃至智能化水平得到了进一步的提升。

矢量网络分析仪在实际的工作中，由合成信号源，并生成扫频信号，并完成同步扫描，在对各类信号进行转化和处理，规避信息丢失的情况。

(完整版)矢量网络分析仪

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。

浅析矢量网络分析仪测量误差和误差修正_王宏珍

1 引言
电子系统和电子装备正朝着系统化、综合化方向发展 , 矢量网络分析仪测量频带宽 , 测量精度高和测量速度快 , 为电子装备的发展提供了更多的便捷的测试手段 , 如天线和微波器件的测量 , 微波脉冲特性测量 , 光电特性测量等。广泛地应用于雷达、电子对抗、隐身和反隐身技术、微波通信和卫星通信等。
-0.06 +0.07
+0.0 5 +0.2 6
+0.1 5
+0.0 9
-0.0 5 +0.0 6
+0.07 +0.28
0.1 6
+0.10
-0.05 +0.06
由于陶瓷量块的硬度为 13500N/ mm2 钢制量块的硬度为 8000N/ mm 2 , 因此陶瓷量块在有重力作用下的变形量小于钢制量块 , 由于它们的弹性模数相同 , 因此其上测量面的变形量 λu 相同 , 而对于下测量面的变形量 λd 即
仪配套产品检验盒中的标准件。对于系统中高分辨率的测量 , 应使用平均有效的工具 , 在校准期间清晰地识别在噪声情况下的隔离误差 , 但应与校准过程的速度相权衡。平均是一种响应功能 , 有助于数据的解释 , 并不影响校准系数 , 可典型地应用于高损耗的高分辨率测量中 , 来减小噪声的影响或调整群迟延测量的孔径 , 在使用平均之前, 应减小中频带宽。注意 , 中频带宽的选择 , 应在校准之前。
用信流图来建立误差模型。在例中就是测试装
置的端口 1(从下面图中的前半部分看出)。通
过信流图的信号分析表明了测量中每个误差的
影响。方向性对测量的影响与测试器件无关。
源失配引起从测试器件反射能量的再反射 , 从

矢量网络分析仪的原理及测

矢量网络分析仪是一种电子测量设备，用于测量电子元件和系统的网络参数，如阻抗、导纳、增益、相位等。
矢量网络分析仪具有测量精度高、动态范围大、频率范围宽等优点，广泛应用于电子、通信、雷达、航空航天等领域。
它通过向被测件发送激励信号，并测量激励信号和反射信号或传输信号之间的相位和幅度关系，来获取被测件的网络参数。
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，矢量网络分析仪将实现智能化，能够自动进行故障诊断和预测性维护。
云服务和远程测量
未来矢量网络分析仪将与云服务结合，实现远程测量和控制，进一步拓展应用领域和市场。
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矢量网络分析仪的原理及测量
contents
目录
• 引言 • 矢量网络分析仪的原理 • 矢量网络分析仪的主要技术指标 • 矢量网络分析仪的应用 • 矢量网络分析仪的发展趋势和挑战 • 结论
01 引言
目的和背景
研究矢量网络分析仪的基本原理和应用。
分析矢量网络分析仪的发展趋势和未来展望。
探讨矢量网络分析仪在电子工程和通信领域的重要性。
矢量网络分析仪简介
矢量网络分析仪是一种用于测量电子设备和系统的频率响应、增益、相位等参数的仪器。
它能够同时测量幅度和相位响应，因此被称为矢量网络分析仪。
矢量网络分析仪广泛应用于电子工程、通信、雷达、导航等领域，是现代电子系统测试的重要工具之一。
02 矢量网络分析仪的原理
矢量网络分析仪的基本原理
测试速度
总结词
测试速度是矢量网络分析仪的一个重要技术指标，它决定了仪器的测量效率。
详细描述
测试速度是指矢量网络分析仪完成一次测量所需要的时间。测试速度越快，表明仪器的测量效率越高，能够更快地完成测量任务。对于需要大量测量的应用场景，高测试速度的矢量网络分析仪能够大大提高工作效率。

矢量网络分析仪

矢量网络分析仪矢量网络分析仪是一种用于测量电路参数并分析信号传输性能的仪器。

它通常用于测试无线电频率器件、天线和电缆等。

工作原理矢量网络分析仪通过在设备端口发送测试信号并测量信号在设备输入端口处的幅度和相位响应来评估设备性能。

该仪器能够测量设备的反射损耗、传输损耗、驻波比等参数，从而帮助工程师优化电路设计。

矢量网络分析仪通过控制测试频率和功率等参数，可以测量各种射频和微波设备的性能。

应用领域矢量网络分析仪在通信、雷达、卫星通信等领域都得到广泛应用。

在通信系统中，矢量网络分析仪可用于评估天线性能、分析信号传输特性，从而提高系统性能和稳定性。

在雷达系统中，矢量网络分析仪可以用于测试反射损耗、驻波比等参数，帮助工程师调试和优化系统。

在卫星通信系统中，矢量网络分析仪可以用于测试信号传输质量，确保通信系统正常运行。

常见类型根据测试频率范围不同，矢量网络分析仪可以分为LF、HF、VHF、UHF、SHF、EHF等不同类型。

同时，根据测试端口数量，还可以分为单口和多口矢量网络分析仪。

一般来说，多口矢量网络分析仪可同时测量多个端口之间的相互作用，适用于复杂系统的测试和分析。

矢量网络分析仪的发展趋势随着通信技术的发展和射频微波领域的不断创新，矢量网络分析仪的性能要求也越来越高。

未来，矢量网络分析仪将更加智能化，具有更高的测量精度和频率覆盖范围，以满足日益复杂的电路设计和测试需求。

同时，随着5G技术的广泛应用，矢量网络分析仪在通信系统中的重要性将进一步提升。

总结矢量网络分析仪作为一种重要的电子测量仪器，在射频微波领域有着广泛的应用。

它可以帮助工程师评估设备性能，优化电路设计，提高系统性能和稳定性。

随着技术的不断进步，矢量网络分析仪将不断演化，更好地满足工程师对电路测试的需求。

《JJF1495—2014矢量网络分析仪校准规范》分析和难点解决

内部信号源功率
扫迹噪声本底噪声串扰模值动态准确度
校准件特性
信号源部分量值校准
接收机部分量值校准接收机部分量值校准接收机部分量值校准接收机部分量值校准
校准件量值校准
表１ＪＪＦ１４９５ —２Ｏ１４校准项目一览序号ｌ２校准项目名称外观及工作正常性检查内部信号源频率类型功能检查信号源部分量值校准
３
４５６７
８
中没有体现，这可能是两个原因导致的：（１）对非数据性的内容不够重视；（２）实际已经做了工作，确认了仪器的正常性，但证书没有这个项目记录。如果发生了校准纠纷，则很难证明仪器在实验室的状态，所以，证书和记录上有这一项是十分有必要的，同时，矢量网络分析仪的接口检查也十分必要。同样的Ｎ型测试接口，５０Ｑ和７５Ｑ的阻抗不同，插针的粗细不同；３．５ｍｍ￣Ｄ２．４ｍｍ接口尺寸不同，内芯也不匹配。外观检查大意就容易导致端口损坏或者接触不良，导致测试不准或无法进行。１．２内部信号源校准内部信号源的校准，包括频率准确度和功率准确度的校准。标准器是频率计和功率计，将网络分析仪调至成连续波输出模式输出信号，按规范要求的测试步骤和方法搭建测试系统，即可完成测试。ｌ＿３接收机部分量值校准这部分校准内容包含了网络分析仪的扫迹噪声、本底噪声、串扰和动态精度的校准。这一部分，因为对线缆、校准件精度有较高的要求，操作过程相对繁琐，也是矢量网络分析仪校准中的一个重点和难点。扫迹噪声测试使用短路器。被测试端口接上短路器，将矢量网络分析仪设置到被测频点，按规范要求设置好中频带宽和平均值与测量点数，将测量功能设置为反射系数模值，以线性形式显示，采用单次扫描，统计测量点反射系数模值的单次标准差和算术平均值。按公式（１）计算扫迹噪声测量结果：７７Ｖ＝２０ｘｌｇ（１＋ｓｔｄｅｖＭ／ａｖｇＭ）（１）

矢量网络分析仪校准方法与误差分析

矢量网络分析仪校准方法与误差分析摘要：矢量网络分析仪测量存在的误差主要在于随机误差、漂移误差、系统误差等方面，根据漂移误差以及随机误差出现的原因，提出了控制误差的措施，然后在分析系统误差机理的前提下，提出如何校准测量，以此提升测量准确度，希望对相关研究带来帮助。

关键词：矢量网络分析仪；校准方法；误差矢量网络分析仪可以对测量器件的相持特性、幅频特性进行分析，是射频工程中应用最广泛，也最为复杂的测量仪器，能够测量微波器件阻抗、差损反射系数、耦合度、方向性。

矢量网络分析仪是一种微波测量和射频领域尖端的测量仪器，即使使用最为先进的矢量网络分析仪器，在实际测量中依然存在误差矢量网络分析仪，误差主要在于随机误差、漂移误差、系统误差。

初学者使用网络分析仪测量过程中由于缺乏全面认识导致误差控制不佳，影响了测量质量。

一、测量误差（一）漂移误差漂移误差主要是测量校准之后，仪器或者测量系统性能出现变化。

矢量网络分析仪漂移误差在于内部相互连接电缆热膨胀特性以及微波变频器变换稳定性所致，维持校准准确度时间与测量环境下的测量系统漂移率有关。

一般情况下，分析仪充分预热以及提供热稳定的环境温度可以有效减少漂移误差，漂移误差能够通过重新校准，达到消除目标[1]。

（二）随机误差随机误差不能通过误差修正进行消除，不过可以通过有关措施将校准精确度影响因素加以控制，矢量网络分析仪随机误差主要和仪器噪声误差，电缆与连接器重复误差，开关重复误差有关，具体说来：1仪器噪声误差噪声是矢量网络分析仪组件当中出现的电扰动，比如接收机宽带引入的低电平造成，再如内部本振源本噪声以及相位噪声导致的噪声数据抖动。

噪声误差通常要采取多种措施加以控制，比如提升源端口信号功率、降低中频带宽或者多次测量扫描。

2开关重复性误差在矢量网络分析仪当中，使用转换源衰减器设置机械射频开关。

在机械射频开关动作之后，触点闭合和上次闭合存在差异，这种情况出现时就会造成开关重复性误差，进而对测量精确度造成影响。

矢量网络分析仪

矢量网络分析仪矢量网络分析仪（VNA）是一种高级电子测试仪器，广泛应用于射频（RF）和微波领域。

它能够测量和分析电路中的信号参数，包括幅度、相位和频率等。

矢量网络分析仪通过发送和接收测试信号，可以帮助工程师们更好地理解和优化电路性能，提高系统的可靠性和性能。

矢量网络分析仪主要由两个部分组成：测试仪器和测试件。

测试仪器通常由一台发送器和一台接收器组成。

发送器用于产生测试信号，并通过传输线将信号发送到被测件上。

接收器则用于接收被测件返回的信号，并分析其参数。

在测试过程中，矢量网络分析仪会测量并记录信号的幅度和相位差等信息，进而通过数学计算来分析电路的传输特性。

矢量网络分析仪具有许多优点。

首先，它能够提供高精度的测量结果。

通过精确的硬件设计和先进的校准算法，矢量网络分析仪能够在广泛频率范围内提供高度准确的测量结果。

其次，它能够快速地测量多个参数。

与传统的多台仪器相比，矢量网络分析仪可以同时测量多种参数，提高了测试效率。

此外，矢量网络分析仪还具有广泛的应用范围。

它可以应用于无线通信、雷达、卫星通信、微波通信等领域，对电路的性能进行监测和调试。

在实际应用中，矢量网络分析仪能够帮助工程师们解决许多问题。

首先，它可以帮助检测电路的频率响应特性。

通过测量输入和输出信号的幅度和相位差，工程师们可以了解电路在不同频率下的传输特性，进而进行优化。

其次，矢量网络分析仪可以帮助识别电路中的故障。

当电路出现问题时，通过测量和比较不同节点的信号参数，工程师们可以精确定位故障位置，并进行修复。

此外，矢量网络分析仪还可以进行网络参数的测量和校准，确保系统的稳定性和可靠性。

然而，矢量网络分析仪也存在一些局限性。

首先，它的价格较高，不是所有的企业和个人都能够承担得起。

其次，矢量网络分析仪操作起来较为复杂，需要一定的专业知识和经验。

因此，在使用矢量网络分析仪时，需要具备一定的技术能力和实践经验。

此外，矢量网络分析仪的测量精度也受到环境和测试件影响，需要进行适当的校准和校验。

矢量网络分析仪阻抗特性误差分析

矢量网络分析仪阻抗特性误差分析矢量网络分析仪发展至今已有几十年的历史,工作频段从几kHz到几百GHz,在微波领域中应用十分广泛,其特性阻抗大多数为50Ω。

随着微波技术不断发展,被测网络往往偏离50Ω,一些常用的微波器件输入输出阻抗只有几欧姆,而一些高阻抗器件的输入输出阻抗可以高达数百欧姆,甚至数千欧姆。

使用50Ω特性阻抗的矢量网络分析仪测量非50Ω的被测网络会不会带来测试误差,为了对其进行分析与实验验证,本文做了以下工作:首先介绍了微波网络S参数的概念,介绍了矢量网络分析仪基础测试原理及基本结构,详细介绍了每种结构的作用与原理。

其次阐述了误差修正原理,介绍了误差类型及引起误差的原因,不同的校准方式及其校准精度,重点介绍了单端口的误差模型与误差修正公式,双端口的误差模型以及其误差修正公式。

然后介绍了本文的实验方案,首先是通过同轴传输线阻抗的计算公式推导出空气线阻抗的计算公式,其次设计了标准阻抗被测件,精确加工制作了12根不同阻抗的2.4mm同轴空气线内导体及两根2.4mm外导体,最后理论计算出单端口反射系数,双端口反射系数与传输系数。

最后分别进行了时域和频域测量,在时域状态下,可以十分清楚的看到空气线沿线每个位置所对应的阻抗,测试结果与理论计算值比较接近。

在频域状态下,通过单端口与双端口测量得到测试数据,与理论计算进行对比分析。

单端口误差分析结果有以下三个结论:一是50Ω特性阻抗附近测量误差相对较小,偏离50Ω特性阻抗,测量误差有增大的趋势;二是不同特性阻抗空气线测量误差随频率增加而增加;三是测量误差对终端端接负载特性比较敏感,端接50Ω负载时测量误差相对较小,而端接开路器与短路器时测量误差相对较大。

双端口误差分析结果有以下两个结论:一、不同特性阻抗空气线测量误差随频率增加而增加;二、50Ω特性阻抗附近测量误差相对较小,偏离50Ω特性阻抗,测量误差有增大的趋势。

矢量网络分析仪的测量误差分析与测量校准方法

本文简要分析矢量网络分析仪漂移误差和随机误差产生的原因，给出减小这两类误差的措施；深入分析系统误差产生的机理，分析比较两种类型的校准件，对比研究常用测量校准类型，总结校准质量检查方法，提出关于测量校准的几点建议，旨在帮助矢量网络分析仪初学者理解测量误差来源、正确进行测量校准、提高测得值准确度。
０引言矢量网络分析仪能同时测量器件的幅频特性和
相频特性，是射频工程领域中最复杂、使用最广泛的测量仪器，可用于测量微波器件或组件的相关特性，包括阻抗、反射系数、插损、增益、耦合度、方向性、插入相移、时延、群时延等参数。［１］
矢量网络分析仪是射频和微波测量领域最精准的测量仪器，然而即使使用最先进、硬件最完备的矢量网络分析仪进行测量，测得值中也会存在误差。［２］矢量网络分析仪的测量误差主要包括漂移误差、随机误差和系统误差。［３］初学者往往对矢量网络分析仪的测量误差来源不太清楚，对测量校准缺乏系统全面的认识，导致在实际测量中不能很好的减小和修正测量误差ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ影响了测得值的质量。
ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＥｒｒｏｒｓＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｏｆＮｅｔｗｏｒｋＡｎａｌｙｚｅｒ
ＬｉｕＧｕｉｂｉｎＺｏｕＸｉａｎｌｉＬｉａｎｇＱｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｄｒｉｆｔｅｒｒｏｒｓ，ｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒｓａｎｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｅｒｒｏｒｓＴｈｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｒｅｄｕｃｅｄｒｉｆｔｅｒｒｏｒｓａｎｄｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｇｉｖｅｎＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｅｒｒｏｒｓ，ｈｏｗｔｏｍａｋｅａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｙｐｅｓａｎｄｔｈｅｃｈｅｃｋｏｆｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙＩｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓ，ｍａｋｅａｂｅｔｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ

矢量网络分析仪的误差分析和处理

第五章：射频矢量网络分析仪的应用程序的实现由第四章的分析可知，要实现这个Ｐｃ机上的应用程序，主要须实现数据处理部分、用户界面、图形显示以及串口通信四个部分。

用户界面包括所有的控制项的编写，包括菜单、各种控件的编写；数据处理包括将接受的数据转换为所需格式和各种参数计算的算法；图形显示主要包括ｓ参数幅度信息／相位信息以及Ｓｍｉｔｈ圆图的显示；通信部分主要是上位机的程序的编写。

对于下位机Ｐ８９Ｃ５１单片机需要接受并上传Ａ／Ｄ转换的数据，实现与计算机串口通信。

５．１用户界面的编写５．１．１用户界面由图４．６用户界面的设计，可见编写该界面主要是编写菜单、用户设置部分着两个部分。

图形及相应的数据信息的显示在后续的图形显示一节详细讨论。

用户界面是用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０的ＭＦＣ类库编写的。

基本要实现的界面如图５—３所示，需要编写校准菜单和测量菜单，分别如图５－１和５－２所示。

图５－３用户界面ｍ＿Ｏｐｅｎｃｏｍ．ＥｎａｂｌｅＷｉｎｄｏｗ（ＦＡＬＳＥ）：／／禁用打开按钮图５－６添加按钮控件的对象３）ＣＥｄｉｔ类的使用在图５－３中的频率范围的输入是通过编辑控件实现的，显示Ｑ、Ｉ相差也是通过其实现的。

编辑控件的使用同按钮控件相似，这里不再赘述。

编辑控件也需要在ＭＦｃＣｌａｓｓＷｉｚａｒｄ中添加变量，编辑控件的变量和ＩＤ对应这图５—３中的起始频率输入，获得用户输入的文本，须调用ＣＥｄｉｔ类的成员函数ＧｅｔＷｉｎｄｏｗＴｅｘｔ（ＣＳｔｒｉｎｇｓ），该函数的作用是将从控件中获得文本放在字符串ｓ中，ＣＳｔｒｉｎｇ是字符串类，在后面几节会说明。

实现代码：ｍ＿Ｓｔａｒｔｆ．ＧｅｔＷｉｎｄｏｗＴｅｘｔ（ＣＳｔｒｉｎｇｓ）；当然ＣＥｄｉｔ类还有许多成员函数，可以实现很多功能，如获取输入文本的字符串长度的函数ＧｅｔＬｅｎｇｔｈＯ等。

这些常用的ＭＦＣ类见相关书籍［４０］’［４４］。

５．２数据处理数据处理模块是整个软件的关键部分。

从串口采集上来的数据为经过ＡＤ转换的数字信号，以５ｖ为ＡＤＣ芯片ＴＬＣ５４９的参考电平，则从ＡＤ８３０２出来的０—１．８Ｖ的直流电压即为十六进制的ＯＯＨ－５ＣＨ，必须先将其转换为０—１．８Ｖ表示方式。

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。