矢量网络分析仪时域功能在同轴电缆故障定位上的应用
同轴电缆特性阻抗测试方法及应用研究
同轴电缆特性阻抗测试方法及应用研究周军霞【摘要】主要介绍了TDR(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法等测试同轴电缆特性阻抗的方法,对以上三种方法的应用作了详细阐述,并进行了对比分析.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2010(039)006【总页数】4页(P35-38)【关键词】射频电缆;特性阻抗;史密斯图法;TDR测试法【作者】周军霞【作者单位】珠海汉胜科技股份有限公司,广东珠海,519180【正文语种】中文【中图分类】TN913.32+51 引言同轴电缆性能主要体现在电气和机械两个方面,而电气性能中的特性阻抗、衰减常数、VSWR是电缆实际应用中尤为重要的三个电缆二次传输参数,通信电缆线路传输质量的好坏与电缆传输的二次参数有很大的关系,其中阻抗的不均匀性会引起驻波反射,从而会造成图像或信号不清或畸变。
在传输理论中,传输效率取决于电缆的终端负载阻抗与该电缆的特性阻抗的匹配情况,所以有必要在此对特性阻抗特性进行重点阐述。
2 特性阻抗的电路模型分析在做电路分析时,通信电缆的电特性可以看成是一个四端网络,其等效电路图如图1。
特性阻抗从电气意义上说,它表示导体之间的电势差与流过该导体间电流的比值(如公式 1)。
图1 传输线的等效电路图电路输入端的电压V (z),输出端V (z+z1),对应的电流I(z)和I(z+z1)。
可以看出,输出电压不等于输入电压,这是由于有电感和电阻的串联;同样,输出电流不等于输入电流,这是由于有电导和电容的并联。
但是,均匀传输线任意一点的电压和电流比值为常数,这就是特性阻抗。
在无线通信中,最常用的特性阻抗是50Ω,在有线电视系统中,常用的为75Ω [1]。
3 特性阻抗测试方法特性阻抗有很多种测试方法,可以采用TDR测试法(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法测试同轴电缆的特性阻抗。
各种测试方法存在各自的优劣,一般TDR用于测试跳线类射频电缆;Smith图法常用于非跳线类;谐振频率法通常用于75同轴电缆,实际操作中可以根据客户的要求结合具体情况选择合适的测试方法。
传输矢量信号测量中矢量网络分析仪的应用探讨
传输矢量信号测量中矢量网络分析仪的应用探讨传输矢量信号测量是一种重要的电子测试技术,广泛应用于无线通信、广播电视、雷达等领域。
矢量网络分析仪是传输矢量信号测量的重要仪器,它能够精确地测量复杂的高频信号和系统性能,对于信号的传输特性和系统的调试具有非常重要的意义。
本文将探讨矢量网络分析仪在传输矢量信号测量中的应用。
矢量网络分析仪是基于S参数原理设计的仪器。
它能够测量输入端和输出端之间的电学参数,如传输系数、反射系数等。
除了测量传输特性外,矢量网络分析仪还能够分析各种反射、衰减、带通等的特性,从而分析信号的传输特性和系统的性能。
在无线通信系统中,矢量网络分析仪可用于测试天线及其附件之间的传输特性,以确定系统的总效率、传输和接收信号的强度。
当测试毫米波段和高频干扰时,矢量网络分析仪也可用于检测接收到的信号的反射系数。
此外,矢量网络分析仪还可进行全波匹配,从而提高信号的传输特性并消除干扰,确保信号质量和传输能力的稳定性。
在广播电视系统中,矢量网络分析仪可用于测试传输系统的各个环节。
它可以测量视频信号的传输系数、音频信号的带宽、信噪比、调制深度等,从而确定信号的质量和传输能力。
在广播电视系统的调试过程中,矢量网络分析仪能够及时发现各种故障并进行修复。
此外,矢量网络分析仪还可用于信号的虚拟频道和网络管理。
在雷达系统中,矢量网络分析仪可用于测试发射器和接收器之间的传输特性,以及回波信号的强度和方向性。
当雷达系统在复杂环境下工作时,矢量网络分析仪可以快速分析各种干扰、反射等因素,从而优化系统性能,提高雷达检测和跟踪的准确性。
总之,矢量网络分析仪在传输矢量信号测量中具有广泛的应用。
它能够通过精确的测试和分析,发现各种故障和隐患,并及时修复和优化。
在未来的无线通信、广播电视、雷达等领域中,矢量网络分析仪将会变得越来越重要,为我们提供更加高效和精确的测试和分析服务。
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。
矢量网络分析仪时域测量技术分析与MATLAB仿真
矢量网络分析仪时域测量技术分析与MATLAB仿真申龙(中国空空导弹研究院,河南洛阳471009)摘要:矢量网络分析仪因具有频率测量范围宽、测试精度高等优点,被广泛应用与射频微波领域。
时域测量技术作为其一项重要的拓展功能,在进行时间域分析及解决特定场景下的测试问题时十分有用。
分析了矢量网络分析仪的时域测量理论基础,探究了时、频域转换及时域选通实现的原理及方法,同时通过使用MATLAB软件对整个过程进行了仿真,实现了时域选通的过程并对结果与原始频域响应进行了对照分析。
关键词:网络分析仪;时域选通;时域门;线性调频Z变换;MATLAB中图分类号:O1/3文献标识码:A国家标准学科分类代码:460.4022DOI:17.159//ii.1004-6941.ZOH.4.002The Analysit of VNA Time Domain Technique and MATLAB Simulation/HEN LotAbstract:VNA is wiaty us;in rania fyquency ank microwave feias becnnsy of O s winn fyquency ranae ank high pacisiok in meesy re.As at importakt fukctioo of VNA,timn Somain meesyrement tecnkoloou is usefut foe time Somain analysis ank solvink proOlem in syeciftc situatioos.This paner was coocentraten oo timn Somain mens-urement theore in VNA ank anpOen MATLAB software te estanlisy mathematicnt moOets Uo realizing the process of time-Uequency<31X610(1ank time-gatink WchricOooy.The simulatioo resylts were analyzen with the originat Uequency Somain resyoosy ank the validite of mathematicnt mokets were verifien.Keeworat:betworU analyzer;time Somain gating;time-gating;Chire-Z;MATLAB0引言矢量网络分析仪(VNA)是一种基于频域扫频测量的精密仪器,用于测量在单或多端口条件下网络的散射参数(/参数),并通过内置的数据处理模块将其在频域上以不同的参数形式表示出来。
向量网络分析仪的原理与应用
向量网络分析仪的原理与应用向量网络分析仪是一种可以对电路参数进行测量的专用电子仪器,广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
它可以测量信号的幅度、相位、插入损耗、回波损耗等各种重要参数,在信号处理、系统优化等方面具有非常重要的作用。
本文将从向量网络分析仪的原理和应用两个方面进行探讨。
一、向量网络分析仪的原理向量网络分析仪是通过对电路中的信号进行反射和传输的测量,以确定电路的特性和参数。
它主要是利用微波技术的三种基本元件:定向耦合器、相移器和反射器。
在测量过程中,向量网络分析仪几乎可以实现无失真测量,保证了测量数据的精确性。
1. 定向耦合器的原理定向耦合器是将一部分信号从一个端口向另一个端口传递,并将另一个端口的反向信号从另一个端口向一个端口返回的装置。
它可以将一个场景中的能量确定地分成两个部分,一部分能量从一个端口进入,另一部分能量从第二个端口向一个端口返回,而且这两个部分可以在方向和幅度上确定。
定向耦合器的原理是根据耦合器内部设计的传输线和阻抗变化,使信号以一定的比例从一个端口传输并把另一个端口的反向信号反射回来,从而达到测量的目的。
2. 相移器的原理相位移器是一种能够改变微波信号相位的电路元件。
它通过改变传输线的长度或绕线数来改变传输线的电路长度,从而实现对信号的相位进行调节。
在向量网络分析仪中,相位移器常用于相量分析,即对于多个信号的相位关系进行测量和分析。
3. 反射器的原理反射器是将入射波全部或部分反射回来的装置,用于衡量电路中反射损耗等参数。
反射器的原理是将电流反射回来,利用反射后波和原来波的干涉来衡量相对相位差的大小。
通过对反射波和入射波的干涉分析,可以得到入射波和反射波之间的相位差和幅度比值。
二、向量网络分析仪的应用向量网络分析仪除了在电路测量中广泛应用外,还有很多其他的应用场景。
1. 无线通信向量网络分析仪在无线通信方面有着非常广泛的应用。
它可以帮助测试无线设备的输入输出电平、信道传输特性、增益损耗等参数,从而提高无线传输的效率和可靠性。
矢量网络分析仪的时域功能在天线测量中的应用
一
文献 标识 码 : A
r s l c n b b an d e u t a e o ti e .
Ke r s: y wo d VNA;i o i a tnn a u e n ; p cfc t n t me d ma n; n e a me s r me t s e iia i o
ma n o to si to u e Th o g ee mi g t o iin a d v le o e e t e p ita d r mo i h n i p in i n r d c d. r u h d tr n hep st n au fr f c i on n e vngt e i — o l v l n e o r u n io me ti ntn a’ an a d dr c in me s r me , c u ae me s r me f e c ft e ao nd e vr n n n t e a e n Sg i n ie to a u e nt a c r t a u e nt u h h
咖 ∞
An l s r i t nn p c fc to e s r m e a y e n An e a S e i a i n M a u e nt i
HUAGN Ku —c a n ho
( o tw s C iaIstt o l t nc e h o g , h nd 0 6 C ia S uh et hn tue f e r i T c nl y C e gu6 0 3 , hn ) n i E co o 1
∞
射 影响 , 测 量的 结果更精 确 。 使
关键 词 矢量 时域 天 指 啦 一 : 网络分 析仪 ; 技 术 ; 线测 量 ; 标
如何用网络分析仪测试同轴电缆
同轴电缆需要测试的技术指标同轴电缆的主要技术指标包括:插入损耗、回波损耗、阻抗和驻波比。
其中,插入损耗是属于传输测量技术指标;回波损耗、阻抗和驻波比是属于反射测量技术指标。
测量过程,网络分析仪的扫频信号源发出扫频信号,信号通过仪器输出口送到待测电缆,信号通过待测电缆后通过仪器信号输入口送回网络分析仪。
由于待测电缆的阻抗与网络分析仪输出阻抗不可能理想匹配,必然会反射一部分信号。
网络分析仪对输出和输入信号进行比较可得出待测设备的传输指标,如插入损耗等;对输出和反射信号进行比较可得出待测设备的反射指标,如回波损耗、阻抗和驻波比等。
测试需要准备的附件测试同轴电缆的传输技术指标需要直通连接线就可以了;如果测试同轴电缆的反射指标,我们就需要对网络分析仪进行反射校准,所以另外还需要一部分校准配件:开路器、短路器和标准负载。
根据不同的接头形式和线缆转接方式还需要相应接头形式的射频连接器,对校准器件也要确定相应的射频连接器。
根据通常的经验,同轴电缆的测试一般是抽测,测试30米、60米或者100米,具体根据客户订单要求出具检测报告,因为网络分析仪的输入和输出口都是N型阴头,所以待测电缆的接头大多做成N型阳头,这样可以减少中间的转换接头,从而降低测试误差。
测试注意事项在测试之前请看清测试的线缆是75欧姆还是50欧姆的,50欧姆线缆的针比75欧姆的针粗,如果不小心把50欧姆的线缆在没有通过阻抗变换器情况下直接连连到75欧姆的仪器上,会损坏75欧姆仪器的输入和输出口,所而造成仪器的损坏。
各项技术指标的测试测量前的准备工作1.在给仪器加电前将网络分析仪和待测设备进行统一接地。
网络分析仪和待测设备的地电位相同是很重要的,既保证测试人员在测量时的安全,也避免对设备造成损坏。
2.在开始测量前先将仪器预热30分钟,待仪器的电路系统全部达到稳定状态后,再进行校准和测量。
测量同轴电缆的【插入损耗】插入损耗是指信号在经过同轴电缆传输的时候,由于同轴电缆介质对于信号的衰减作用,从而造成降低了通过信号的强度,一般同轴电缆是通过信号频率越高,对信号的衰减作用越强。
矢量网络分析仪时域功能分析
矢量网络分析仪时域功能分析
徐杰;黄敬健;黄居敏;袁乃昌
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2008(31)9
【摘要】矢量网络分析仪采用时频变换及时域选通方法来获得待测器件真实的频率响应。
文中给出上述方法理论依据和实现步骤,介绍了不同窗函数对变换结果的影响和基于Chirp-Z变换的时域测量算法,推导出时域选通门的数学表达式,解释了理论结果出现失真的原因。
并采用Visual Basic结合Measurement Studio语言编写相关软件实现时域测量功能,最后给出实际测量和变换结果,对结果进行分析后提出下一步的工作方向。
【总页数】3页(P35-37)
【关键词】矢量网络分析仪;窗函数;Chirp-Z变换;选通门
【作者】徐杰;黄敬健;黄居敏;袁乃昌
【作者单位】国防科技大学四院微波技术发展中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.矢量网络分析仪时域功能及应用 [J], 刘丽;张晓辉
2.矢量网络分析仪时域功能研究 [J], 韩璐;霍莹;高申翔;张煜
3.矢量网络分析仪的时域功能在微波开关故障排除上的应用 [J], 陈研
4.矢量网络分析仪的时域功能在微波开关故障排除上的应用 [J], 屈明
5.矢量网络分析仪时域测量技术分析与MATLAB仿真 [J], 申龙
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种时域矢量网络分析仪系统设计
一种时域矢量网络分析仪系统设计随着现代通信系统的不断发展,需要对通信信号的频率特性和网络参数进行精确的测量和分析。
其中,时域矢量网络分析仪是一种重要的测试仪器,可以用于精确测量通信系统中高速数字信号和射频信号的时间域特性和迹线。
本文将探讨时域矢量网络分析仪的系统设计,包括其基本原理,硬件设计和软件实现。
1.基本原理时域矢量网络分析仪(TD-VNA)是一种基于向量变量的测试仪器,可以测量高速数字信号和射频信号的时间域特性和迹线。
其基本原理是将测试信号送入被测系统中,然后根据被测信号的特征来推测系统的响应。
一般来说,TD-VNA 通过与信号的时间域特性相联系的向量信号来描述和测量系统的响应。
2.硬件设计TD-VNA 的硬件设计包括以下主要组成部分:1)信号发生器:用于生成测试信号,一般包括内置/外置的噪声源、频率合成器、射频信号发生器等。
2)测试采样装置:用于采集被测信号,包括高速数字信号/射频信号的接口卡、采样卡等。
3)矢量网络分析器:用于处理采集到的信号并分析系统响应,包括测量采集的信号的功率、相位和频率等信息。
4)显示器及存储设备:用于显示和存储测量结果,主要包括PC (或嵌入式系统)上的显示器和存储器。
3.软件实现TD-VNA 的主要软件模块包括:1)信号分析和处理模块:用于对采集到的信号进行预处理和分析,包括去噪、对齐、滤波、采样率转换等操作。
2)网络分析模块:用于根据处理好的信号进行网络分析,包括采样、FFT 变换、时域和频域分析等操作。
3)数据显示和存储模块:用于将处理好的数据进行显示和存储,可以采用图形化和表格化的方式呈现结果,也可以进行数据的导出和共享。
4)系统管理模块:用于对TD-VNA 进行参数配置、控制、维护和监测,包括系统设置、数据备份、错误报告等。
4.实现效果与优缺点TD-VNA 具有以下实现效果和优缺点:实现效果:1)能够测量高速数字信号和射频信号的时间域特性和迹线。
2)能够通过分析被测系统的响应,推测出系统的参数和网络性能。
如何用网络分析仪测试同轴电缆
如何用网络分析仪测试同轴电缆同轴电缆是一种用于传输信号的常用电缆,广泛应用于各种领域,包括电视、无线电通信和计算机网络等。
为了确保同轴电缆的质量和可靠性,使用网络分析仪对其进行测试是必不可少的。
以下是如何使用网络分析仪测试同轴电缆的详细步骤。
1.准备工作在开始测试之前,需要准备好以下工具和材料:a.网络分析仪:选择合适的网络分析仪,使其频率范围能够覆盖同轴电缆的使用频率范围。
b.同轴电缆:选择待测试的同轴电缆,确保其长度足够长,以便进行测试。
c.连接线缆:选择合适的连接线缆,将网络分析仪与同轴电缆连接起来。
2.连接网络分析仪a.将网络分析仪与电源连接,并打开电源。
b.使用连接线缆将网络分析仪的输出端口与同轴电缆的输入端口相连。
c.如果有需要,使用适配器将网络分析仪的连接接口与同轴电缆的连接接口匹配。
3.设置网络分析仪a.在网络分析仪上选择合适的测试模式。
通常,同轴电缆的测试模式为"反射模式",因为它主要用于测试信号的反射特性。
b.设置测试频率范围。
根据同轴电缆的使用频率范围,选择合适的测试频率范围。
可以选择单个频率进行测试,也可以选择多个频率进行频率响应测试。
c.设置测试参数。
根据需要,设置测试参数,例如测试功率和测试时间等。
4.进行测试a.执行测试。
根据网络分析仪的操作手册,执行测试命令,开始测试。
测试过程中,网络分析仪会向同轴电缆发送信号,并记录其反射和传输特性等信息。
b.观察测试结果。
测试完成后,网络分析仪会给出一份测试报告,其中包含各项测试指标的数值和图表。
通过观察测试结果,可以评估同轴电缆的质量和性能。
5.分析测试结果a.检查反射损耗。
反射损耗是反映同轴电缆信号反射特性的重要指标。
通常,较低的反射损耗表示较好的信号传输效果。
b.分析频率响应。
频率响应是指同轴电缆在不同频率下的信号传输效果。
通过分析频率响应,可以了解同轴电缆在不同频率下的传输衰减情况。
c.检查传输损耗。
矢量网络分析仪的时域功能在测量中的应用
一 、前言
在时域中测量网络特性的方法就是对被测件进 行瞬态响应的测试 ,即在被测网络输入端加入理想 的冲击函数或阶跃函数信号 ,观察其输出波形和反 射波形的畸变情况 ,从而判断网络的传输特性和反 射特性 。网络分析仪除主要从频域方面对网络的特 性进行表征外 ,还可以对网络进行时域方面的测试 , 从时间关系上对网络特性进行表征 。
测量与设备
矢量网络分析仪的时域功能在测量中的应用
孙新莉
(中国电子科技集团公司第二十研究所 ,西安 710068)
摘 要 本文介绍矢量网络分析仪在时域测量中的基本原理及具体应用 ,并对时域测量中常用的两个基本概 念作了简单的介绍 。突出了时域测量在实际上作中的重要性 。
关键词 时域 频域 傅立叶变换
OPERA TION MANUAL [ 3 ] 汤世贤 1 微波测量 1 北京 :国防工业出版社 ,1983
航空蓄电池放电检验试验机的研制
张旭光
(四川产品质量检验技术开发研究所 ,成都 610031)
摘 要 本文详细介绍了新型航空蓄电池放电检验试验机的控制方案和系统工作原理 ,特别提到了单片机在 该控制系统中的作用 ,重点突出了自动控制系统中少有的模拟量和数值量双反馈自动控制的应用 。
关键词 恒流放电 单片机控制 双反馈
近年来各种新型飞机不断的投入使用 ,为了保 证飞行的安全 ,航空蓄电池放电检验的问题就显得 特别突出 。为此 ,我们研制了专用航空蓄电池放电 设备 。该设备具备大范闱 、全量程的自动恒流功能 , 使设定的放电电流在蓄电池放电的全过程内 ,都能 自动地保持在规定的误差范围之内 。其恒流精度控 制在 ±0125 %~ ±015 %之内 。本放电检验试验机 引入工业级单片微电脑控制技术 ,具有蓄电池放电 过程中的自动测量 、自动调控 、自动保护和故障报警 等功能 ,可将放电过程中的各种数据进行显示 、存 贮 、打印和将数据通过 RS - 485 通讯口上送计算机 管理系统的功能 ,便于操作人员随时了解放电过程 和设备的工作状况 。通过不同的组合可满足正在使 用的各类航空蓄电池的放电要求 。
矢量网络分析仪的工作原理研究
矢量网络分析仪的工作原理研究矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer,简称VNA)是一种用于测量电信号的物理特性的仪器。
它主要用于分析电路中的信号传输和反射特性,可以帮助工程师评估电路的性能以及找出潜在的问题。
本文将介绍矢量网络分析仪的工作原理及其在电子领域的应用。
一、概述矢量网络分析仪是一种精确测量电路中微小信号的仪器,通过发送和接收电磁波来测量电路中的反射和传输特性。
它可以测量的参数包括:幅度响应、相位响应、频率响应和群延迟等,这些参数对于分析和优化电路设计至关重要。
二、工作原理矢量网络分析仪的工作原理基于电磁波的传输和反射。
它通过电磁波与待测电路交互后的特性来分析电路的性能。
1. 电磁波的发送与接收矢量网络分析仪首先会通过一根耦合线将电磁波引导至待测电路。
在引导线的一个端口通过发射器发出电磁波,而另一个端口通过接收器接收反射回来的电磁波。
2. S参数测量S参数是指待测电路对应于入射波势和出射波势的幅度和相位之间的关系。
矢量网络分析仪通过测量S参数来分析电路特性。
2.1 反射系数的测量当电磁波传输至待测电路时,部分电磁波会被电路反射回来。
矢量网络分析仪通过测量反射系数(Reflection Coefficient)来评估电路对入射波的反射情况。
2.2 传输系数的测量除了反射系数,矢量网络分析仪还可以测量电路对电磁波传输的影响。
传输系数(Transmission Coefficient)用于表示电路中电磁波的传输效果。
3. 参数计算和结果显示通过测量反射系数和传输系数,矢量网络分析仪可以计算得到其他参数,如增益、驻波比、相位差等。
这些参数可用于评估电路的性能,并可通过显示器或计算机界面进行实时显示。
三、应用领域矢量网络分析仪广泛应用于电子领域的多个方面。
以下是几个常见的应用领域:1. 无线通信矢量网络分析仪在无线通信系统中起到了至关重要的作用。
它可以用于测量天线的电气特性、射频功率放大器的增益、射频滤波器的频率响应等。
矢量网络分析仪的时域功能在天线测量中的应用
矢量网络分析仪的时域功能在天线测量中的应用2011-12-13 14:21:09 来源:互联网关键字:矢量网络分析仪时域功能天线测量前言对于一个新天线,我们通常会关心它的驻波系数、增益和方向图三个主要性能指标。
在合适的微波暗室里,这三个指标用一台矢量网络分析仪和辅助的天线转台可以精确的测量,但是对于没有波暗室,或者频率较低而不适合在微波暗室里测试的天线,在有地面反射或附近有反射物的条件下测试,就会有测试误差,这是天线工程师比较头疼的事,以前没有很好的解决方法。
现在有一种简单又彻底的方案, 我们只需在矢量网络分析仪中加入时域分析功能就可以得到精确的结果,下面我们就进行分析和介绍。
一.频域时域的傅立叶变换和FFT我们知道,任一个信号既可以用频域特征参数描述,也可以用时域特征参数描述,并且两种描述可以通过傅氏变换和傅氏逆变换联系起来。
X(f)= (1)X(t)= (2)在网络分析仪中首先是把信号的波形取样,再通过A/D变换、DSP微处理器接收取样波形,利用FFT在一个窗口计算处理波形。
理论上最小分辨距离= (3)最小分辨时间= (4)最大测试距离=最小分辨距离x采样点数量(5)f1为起始频率,f2为终止频率。
二.天线的驻波系数测量和故障点定位用矢量网络分析仪在测量天线的驻波系数时,一般情况下在天线主波束方向无遮挡,其它方向离反射点大于三个波长,测量的结果就几乎不受环境的影响,这个测试条件容易满足。
但是,如果有时域功能,那么在调试天线的驻波系数时,在检查天线系统有无故障时,就更直观、更快捷。
举一例:设计一副串馈共轴天线阵,频带为:880MHZ-930MHZ,要求驻波系数(SWR)≦1.5。
如图1图1 GSM基站天线这是一副由4节天线组成的天线阵,1-5各节点的反射都要影响端口的驻波系数,用矢量网络分析仪只能看端口的驻波系数,如果驻波系数较差,不知道那个节点影响最大,只能逐点猜测调整。
假设矢量网络分析仪带时域功能,就能看出每一节点的反射大小,知道那个节点对驻波系数的影响最大,就先调哪个节点,这样有的放矢,研制效率就高。
如何用网络分析仪测试同轴电缆
如何用网络分析仪测试同轴电缆网络分析仪是一种用于测试和分析电缆传输性能的仪器。
在测试同轴电缆时,网络分析仪主要用于测量传输损耗、阻抗匹配和反射衰减等参数。
下面将介绍如何使用网络分析仪测试同轴电缆。
1.准备工作:在进行同轴电缆测试之前,需要先准备好相应的设备和工具。
首先,确认所需要使用的网络分析仪支持同轴电缆测试功能。
其次,选择相应的同轴电缆,并检查电缆的连接端口是否齐全、干净和无损坏。
最后,准备电缆连接线、标准负载电阻和适配器等相关工具。
2.连接准备:将网络分析仪的测试端口和同轴电缆的连接端口用电缆连接线连接起来。
注意,连接时要确保电缆与分析仪的连接端口匹配,并尽量减少端口之间的插拔操作,以防止损坏。
3.预设参数:在使用网络分析仪之前,需要预设一些测试参数。
首先,选择测试的频率范围。
根据需要测试的频段,设置起始频率和终止频率,使其覆盖所需测试范围。
其次,设置测量的带宽,对于较宽频带的测试,可以增大带宽,以提高测试的准确性。
最后,根据测试要求,选择相应的测量模式,例如单端口模式或双端口模式。
4.开始测试:按下网络分析仪的开始测试按钮,仪器将开始对同轴电缆进行测量。
测试过程中,仪器将发送一系列的信号到电缆,并测量从发送端到接收端的传输损耗、阻抗匹配和反射衰减等参数。
5.结果分析:测试完成后,网络分析仪将给出一系列测试结果。
通常包括电缆的频率响应曲线、传输损耗衰减曲线、阻抗匹配曲线和反射衰减曲线等。
根据这些结果,可以判断电缆的传输质量和性能,并提供参考依据,以确定是否符合要求。
6.故障排除:如果测试结果不符合预期或存在异常,请检查测试连接是否正确、电缆连接是否牢固,并确认设备和工具是否正常工作。
如果问题仍未解决,可能需要重新设置测试参数或更换电缆进行进一步测试。
总之,使用网络分析仪测试同轴电缆需要进行准备工作、连接准备、预设参数、开始测试、结果分析和故障排除等步骤。
正确操作和分析测试结果,可以确保测试的准确性和可靠性,判断同轴电缆的传输性能和质量。
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参数测量方法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ZL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。
112.两端口网络最常见、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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
参考 通道 和测 量通 道 ; 收 机 分为 参 考 接 收机 和测 量 接 接
t c ra n t e Br a n t e Co x a o As e t i h e k i h a i Ca l be
汤 辉 刘 丽
( 国空 空 导 弹研 究 院 , 南 洛 阳 4 10 ) 中 河 709
摘 要 : 文从 矢 网工 作 原 理 着 手 , 重 介 绍 了矢 网时 域 测 试功 能 , 用 电 缆 时域 测 试 的 实 例很 好 地 阐释 了 矢 网 时 域 功 能 在 同轴 电 缆 故 障 定 位 方 面 的 本 着 并
上 一口 1 : 口 ru D 一
l
() I, 1
式中:o P 一被 测 件 的反 射 系数 ; b一人 射 波 和 a 、 反射 波波 量 。
接 收机 的射频 部 分实 现 了矢 网 的外 差 原 理 , 试 端 测 口的射频 信号 ( F 和 本 振信 号 ( O 经 过 混 频 器 混 频 后 R) L) 得 到一个 中频 信 号 (F , I) 这表 示 被 测 信号 变 换 到 某 一 中
口 ; 试装 置 在测 试端 口将入 射波 和反射 波分 离 , 馈人 测 并
将 射频变换 到较 低 中频 的 原 因 是 因 为 A D转 换 器 /
的限制 带宽决定 了它不 能 工作 在 微 波 或 毫米 波 范 围 , 所
以高频 信号不 能通过 A D直接 取样 , 须 经过 本 振 混 频 / 必
数 的 测试 。但 是 , 电压驻 波 比、 入损 耗等 这些指 标 只是 插
电缆整 体性 能 的一个 反 映 , 比如 电压 驻 波 比大说 明电缆 反射大、 匹配差 , 插入 损 耗大说 明信号 用户界 面和远 程控 制界 面 。 信号 源核 心是一个 可调 范 围较 宽 的 电调 振 荡 器 , 产 生正弦 激励信 号 , 通过 锁 相 环等 技 术 保证 信号 源 必 要 并 的频率稳 定度 和频谱 纯度 。测试装 置 主要通 过定 向元 件 实现输 入 D T的入射 波和 由 D T输 出 的反 射波 的 分离 , U U
1 矢量 网络分 析仪 的 时域功 能介 绍 1 1 矢 网工 作原 理简介 .
个相 同的信号 , 路 送 至参 考 通 道 ( 为 o ) 另 一 路 通 一 记 ,
过定 向元件送 至 D T 记 为 n , 经被测 件反 射 的信号 U( ) 而 被定 向元件耦 合送 至测量 接 收机 ( 记为 b ) 从 而 实 现 了 ,, 被测件 反射参 量 的测试 。用公 式表示 为 :
始测 量数据 ; 计算 机部 分 的 功能 是 进 行 系统 误 差 校 正 并
将 接收机输 出的原始 测 量数 据 处 理后 显 示 出来 , 同时 它
测 试结 果或 是产 品性 能 。衡量 电缆组 件质量 的指标 通 常
是其 S参 数 , 括 电压 驻 波 比、 入 损 耗 、 位 以及 延 包 插 相 时 , 矢量 网络 分析 仪 频域 测 试 可 以方 便 地 实现 这 些参 用
《 量 与 溺 试 技 术)0 1 第 3 计 21年 8卷 第 6期
矢 量 网络 分 析 仪 时域 功 能在 同轴 电缆 故 障定 位 上 的应 用
T eA p i t n o etrN t okAn l e ’ i h p l ai fV c ew r ay r STme—d manFu c o c o o z o i n t n i
较 大 的损 失 , 造 成 电缆 反 射 大 的原 因却 不得 而 知 。矢 而
网的 时域 功能恰 恰 能 帮我 们 完成 这 一 分 析定 位 工 作 , 通
过时 域分 析可 以确 定 出电缆故 障点 的位置 。下 面就从 矢 网工 作原 理及 其 时域 功能 展 开 , 结 合 实例 重 点介 绍 一 并 下矢 网 时域功 能在 电缆 故 障定 位 上的应用 。
应用。
关 键 词 : 量 网 络分 析仪 ; 域 ; 矢 时 同轴 电 缆
0 引 言
机相连 , 接 收 机 又 由 射 频 信 号 部 分 和 数 字 信 号 处 理 而
( S 部分 构 成 , 收机 的输 出是 由复 数 数值 表示 的 原 D P) 接
在 射频 、 微波 领域 , 同轴 电缆 无论在 测试 中还是 产 品 级联 中应 用 都相 当普 遍 , 以电缆 组 件 的 质量 直 接 影 响 所
定 向元 件常用 的是 电压 驻 波 比电桥 和 定 向耦 合 器 , 们 它 具有互 补 的频 率范 围 , 波 比电桥 通 常适 用 于 几 k z 驻 H 到 4 H 的频 率范 围 , 向耦合 器 可 以覆 盖 1 H Oz 定 G z到 10 H 1G z 以上 的频率范 围 。实际 中先 由功分器 将激 励信 号分 成两
频, 同时保 留了被测 信号 的 幅度 和相 位 信 息 。频 率 关 系 用 公式 表示为 :
图 1 外 差 型 二 端 口 矢 量 网 络 分 析 仪 组 成 框 图
=
I , 0 一 l
() 2
目前广 泛使 用 的矢 网是 基 于外 差 型 原理 设 计 的 , 主 要 包括 四个 部分 : 号源 、 信 测试 装置 、 接收机 和计算 机 ( 见 组成 框 图 1 。信号 源提供 射频 ( F) ) R 信号 , 该信 号称 为激 励 , 号 源切换 器将 激 励 信 号传 送 到 相应 的有 源测 试 端 信