08_第八讲 矢量信号分析仪原理_83709619
矢量网络分析仪原理
7
CENTER SPAN
8 INSTRUMENT
BACK LIGHT SAVE RECAL COPY
SYSTEM
L
ENT
7 4 1 0 PRESE T
8
9
5
6
2
3
GP-IB PROGRAM
X1
BS GHz MHz kHz X1 REMOTE X1
R3767B NETWORK ANALYZER 40MHz-
３PORT、４PORT也相同
正确测定的注意事项
◆ CAL KIT的选择 CONNECT种类 (N,3.5mm,7mm)和极性 ◆ ＴＨＲＵ ＳＴＤ的电气长补正
正确校正执行的场合
Ｓ２１的波形应该和Ｓ12重叠
正确测定的注意事项
★CAL ＫＩＴ选择错误时的波形
实际的CAL KIT : 3.5mm 被选择的CAL KIT: N50(Female)
TEST
3.8GHz
TEST
PORT1
PORT2
电气特性的种类
接收部
ANT
发射部
RF AMP DPX
行动电话机的高频电路例
RF Filter
RF Filter
IF Filter
RX SYNTHE
RF Filter
ＴX SYNTHE
PA
入射波 反射波
传送波
传送特性
测试入射波和传送波的比、传送损失、 传送系数、相位、延遅时间等表示。
・ 通过频带内测定、确保没LOSS 値测定时 （降低TRACE的NOISE）
・ 在高衰减域测定时、提高测定范 围时
（降低NOISE准位）
１ｄＢ
ＲＢＷ １０ｋＨｚ
矢量网络分析仪原理和使用方法课件
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
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。
矢量网络分析仪原理26页PPT
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向பைடு நூலகம் 靡。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
矢量网络分析仪的原理及测试方法
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。
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。
矢量网络分析仪的基本原理
Sin 360º * f * t Time
Input
DUT
f1 Frequency
A
A * Sin 360º * f (t – to)
Time to
A phase shift =
to * 360º * f
f 1
Frequency
Output
Linear behavior input and output frequencies are the same (no additional frequencies created)
矢量网络分析的 基本原理
基本原理
目录
引言 ................................................................................................................................... 3 通信系统中的测量要求 ...............................................................................................3 矢量测量的重要性 ........................................................................................................ 5 入射功率和反射功率的基本概念 ............................................................................ 6 史密斯圆图 ......................................................................................................................6 功率传送条件 ................................................................................................................. 7 网络分析的名词术语 ................................................................................................. 10 测量群时延 ....................................................................................................................12 网络的表征 ....................................................................................................................13 Related Literature............................................................................................................15
矢量网络分析仪的原理及测试方法
13
Advantest 网络分析仪的应用范围
应用 元器件
通信 车用电子 IT 设备
VHA N/A RF NA
游戏机
TV/DVD
晶体谐振器
晶体滤波器 陶瓷振荡器 陶瓷滤波器
SAW 滤波器 介貭滤波器
14
蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件
高频器件
VHF NA RF NA (R3765/R3767CG) RF Filter ANT
VCO
MOD CODE Microphone
Power Amp RF Filter
15
网络分析仪做元器件测试的系统配置
测试方案
网络分析仪 做生产线测试
VHF band
Semi-microwave Microwave
band
band
Mili-wave band
频率带宽
高产量
工位测试
低成本
貭检测试
高可靠性
RF IN
1 ED Es ER S11A
S11M
S11AER S11M = ED + 1 – ES S11A
12
2 端口全校正
* 定向性 * 信号源匹配 * 负载匹配 * 传输跟踪 * 补偿反射跟踪 * 高精度校正2端口器件的所有 S 参数 - 需用 开路/短路/负载/直通 4种标准校正器具
反射特性: 在每个端口得到开路/短路/负载的较正数据.每个标准 器具应有与直通器相同的电子长度去消除电长误差. 传输特性: 用直通标准器连接并做直通短路校正.
O O O O O
驻波比
6
网络分析仪原理 矢量网络分析参数
传输 * 幅度响应 * 衰减/增益 * 相位响应 * 群延时 * 前向/反向传输 反射 * 反射系数 * 阻抗 * 导纳 * 电压驻波比 * 输入/输出反射
矢量信号分析仪FSQ和测量功能介绍
fNyquist
28 MHz BW
DC
20.4 MHz
40/40.8 MHz
fSample 80/81.6 MHz
矢量信号分析 50MHz RBW 对应的幅度／相位／群延时特性
2 0
ns 0
-
20
-15
-10
2
grad 0
2
-15
-10
2
0
dB -
2
-
4-15
-10
Group Delay
4
-5 Phas0e
5
10
15
-5
0
5
Amplitude
10
15
-5
0
5
10
15
Frequency offset in MHz
矢量信号分析的性能参数 支持的调制方式
符号速率 25Msps, 标配 with raised cosine filtering, max symbol rate 28 MHz/(1+alpha) example for a= 0.22 -> max. symbol rate = 22.95 MS/s 81.6Msps (at 4 points/symbol) with FSQ-B72
14 bit A
D
32 MHz
Q mixer IF
Digital Resolution Bandwidths
Lowpass filter
I
Inphase Host Memory
512 k
LO 90°
I mixer
Q
IF LO
filter coefficients Lowpass filter
矢量网分析仪的测量及电磁波仿真
矢量网分析仪的测量及电磁波仿真一、实验原理无线电波在自由空间的传播过程中不同传输媒质会对电磁波的传播产生影响。
由于大气对电波的吸收或散射引起的或电波绕过球形地面或障碍物的绕射引起而产生的传输损耗。
出现衰落现象分为快衰落（干涉型衰落）、慢衰落（吸收型衰落）。
产生传输失真由于媒质的色散效应和随机多径传输效应，从而导致幅度和相位上产生失真。
电磁波传播方向也会因为传输媒质的不同而发生改变。
天波传播通常是指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式。
关注折射。
地波是指沿地面传播的无线电波，垂直极化波较水平极化波衰减小。
这是因为水平极化波的电场与地面平行，导致地面的感生电流增大，故产生较大的衰减。
所以地波关注垂直极化波。
二、实验目的1、学会用矢量分析仪测量短路、开路、匹配条件下反射系数的模值。
2、理解极化的概念，会判断极化方式。
3、观察极化叠加而成的合成波，比较不同极化方式形成的合成波的不同。
4、了解驻波是怎样合成的。
5、探究传输媒质不同对于电磁波的影响。
‘三、实验内容及步骤1、矢网校准频率设置为500-1500MHZ ，频点设为500.①短路校准：点击屏幕右侧calibration type 中的SOLT （T/R ）选项，将短路电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT 端口，点击右侧short 选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
②开路校准：将开路电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT 端口，点击右侧open 选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
③匹配校准：将匹配电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT 端口，点击右侧load 选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
④通路校准：用一根SMA 线将DUT 和DET 连接，点击右侧Thru 选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
所有校准完成按下apply 键可以开始测量。
2、矢网测量（1）连线：将矢量分析仪的DUT端口与开槽传输线的输入相连接，输出分别接短路，开路，匹配负载。
矢量网络分析仪 工作 原理 矢网(高清版)
矢网分析仪原理目录1.一类独一无二的仪器2.网络分析仪的发展3.网络分析理论4.网络分析仪测量方法5.网络分析仪架构6.误差和不确定度7.校准8.工序要求9.一台仪器，多种应用10.其它资源:1. 一类独一无二的仪器网络分析仪是一类功能强大的仪器，正确使用时，可以达到极高的精度。
它的应用也十分广泛，在很多行业都不可或缺，尤其对测量射频(RF)元件和设备的线性特性方面非常有用。
现代网络分析仪还可用于更具体的应用，例如，信号完整性和材料测量。
随着NI PXIe - 5632的问世，用户可轻松地将网络分析仪应用于设计验证和生产线测试中，完全摆脱传统网络分析仪成本高、占地面积大的束缚。
2. 网络分析仪的发展矢量网络分析仪，比如图1所示的NI PXIe-5632可用于测量设备的幅度、相位和阻抗。
由于网络分析仪是一种封闭的激励-响应系统，因此可在测量RF特性时实现绝佳的精度。
而充分理解网络分析仪的基本原理对于最大限度地受益于网络分析仪至关重要。
图1.NI PXIe-5632矢量网络分析仪在过去的十年中，矢量网络分析仪由于其较低的成本和高效的制造技术受到越来越多业内人士的青睐，其风头已经盖过标量网络分析仪。
虽然网络分析理论已经存在了数十年，但是直到20世纪80年代初期第一台现代独立台式分析仪才诞生。
在此之前，网络分析仪身形庞大复杂，由众多仪器和外部器件组合而成，且功能有限。
NI PXIe-5632的推出标志着网络分析仪发展的又一个里程碑，它将矢量网络分析功能成功地添加到软件定义的灵活PXI模块化仪器平台。
通常我们需要大量的测量实践，才能精确地测量幅值和相位参数，避免重大错误。
在部分射频仪器中，由于测量的不确定性，小误差很可能会被忽略不计，而对于网络分析仪等精确的仪器，这些小误差却是不容忽视的。
3. 网络分析理论网络是一个高频率使用术语，具有很多种现代的定义。
就网络分析而言，网络指一组内部相互关联的电子元器件。
信号矢量是什么原理的应用
信号矢量是什么原理的应用1. 引言信号矢量是一种用来描述信号特征的数学工具。
它通过将信号的振幅、频率和相位等特征以向量的形式表示，从而方便信号的分析和处理。
本文将介绍信号矢量的基本原理及其在实际应用中的一些常见的使用方式。
2. 信号矢量的基本原理信号矢量是通过将信号的振幅、频率和相位等特征以向量的形式表示来描述信号。
在信号处理领域中，通常使用复数表示信号的矢量。
信号矢量的形式可以用以下公式表示：S(t) = A * exp(j(ωt + φ))其中，S(t)表示信号矢量，A表示信号的振幅，ω表示信号的频率，t表示时间，φ表示信号的相位。
exp表示自然指数。
3. 信号矢量的应用3.1 通信系统中的信号矢量在通信系统中，信号矢量常被用来表示调制信号和解调信号。
调制信号是指将传输的信息信号通过调制技术转换成适合传输的信号形式。
解调信号是指将传输过程中受到损耗和噪声等因素影响的信号恢复为原始的信息信号。
信号矢量可以帮助我们分析调制和解调过程中的误差和失真情况，优化调制和解调算法，提高通信质量。
3.2 信号处理中的信号矢量在信号处理中，信号矢量常被用来表示多维信号。
多维信号是指在多个维度上具有不同特征的信号。
例如，在音频处理中，我们可以将声音的频率和强度作为信号的两个维度，用信号矢量表示。
信号矢量可以帮助我们分析信号在不同维度上的特性，提取有用的信息，实现信号处理的目标。
3.3 信号分类与识别中的信号矢量在信号分类与识别中，我们常常需要通过对信号的特征进行分析和提取来实现信号的分类和识别。
信号矢量可以帮助我们表示信号的特征，并提供一种有效的方式进行信号分类和识别。
例如，在语音识别中，我们可以通过将语音信号转换为信号矢量，提取其中的特征，使用机器学习算法实现语音的分类和识别。
4. 总结信号矢量是一种用来描述信号特征的数学工具，通过将信号的振幅、频率和相位等特征以向量的形式表示，方便信号的分析和处理。
它在通信系统、信号处理、信号分类与识别等领域都有广泛的应用。
矢量网络分析仪的原理及测试方法ppt课件
RF Filter
RF AMP
RF Filter IF Filter
RF AMP
VHF NA RF NA (R3765/R3767CG)
DEM
MAIN CPU
SPEAKER
DPX
Duplexer
RX SYNTHE
RX SYNTHE
RF Filter VCO
TCXO
VCO
VCO
DATA CONT.
MEMORY
DFr1
DFl2
Spurious
level
DFr2
Band width DLF DHF
Pass Reject Spurious
P0le x1
m1 DLF2 DHF2 m2
p0
p1
Nominal Frequency fcent
P0le stim1 P0le x2
P0le stim2
: Insertion loss : Constant loss : x1dB bandwidth : Center frequency : Lower frequency at the point
傳輸特性： 用直通標准器連接並做直通短路校正．
13
Advantest 网絡分析仪的應用範圍
應用 元器件
通信
車用电子
IT 設备
VHA N/A RF NA
游戲机
TV/DVD
晶体諧振器 晶体濾波器 陶瓷振盪器 陶瓷濾波器
SAW 濾波器 介貭濾波器
14
蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件
ANT
高頻器件
0.02dB (傳統型仪器)
RBW 10kHz
0.01dB (R3754) RBW 10kHz
完整版矢量网络分析仪
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。
便携式矢量网络分析仪特点
采用便携、手持式小型化设计，融合精密合成源、高灵敏度接收机和电池供 电系统，能够快速对室外电子系统进行现场安装和调试测试与故障定位，适合野 外现场作业，目前工作频率可达18GHz
矢量网络分析仪模块特点
矢量网络分析仪模块具有体积小重量轻等特点，主要用于组建测试系统，例 如，用于武器装备的维护测试，目前工作频率可达20GHz
动态范围
为接收机噪声电平与测试端口最大输出电平和接收机最大安全电平之间较
小者之差，是表征矢量网络分析仪进行传输测量能力的重要指标。
系统幅度迹线噪声
指矢量网络分析仪显示器上迹线的幅度稳定度，主要取决于矢量网络分析仪
的信号源和接收机的稳定度。
系统相位迹线噪声
指矢量网络分析仪显示器上迹线的相位稳定度，主要取决于矢量网络分析仪
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
波设计与集成化技术、网络化技术等在矢量网络分析仪中将会不断得到提高、 推广与应用。
矢量网络分析仪的原理及测试方法35页PPT
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
矢量网络分析仪的原理 及测试方法
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
矢量网络分析仪基础
ADC / DSP
33
内容
S参数网络 传输线理论 线形和非线性 网络分析仪的内部结构 校准 时域
34
校准：内容
误差分析及其修正 校准方法 不定量计算
35
校准：随机误差
随时间变化不可预见因此不可校准 • 仪器内的噪声、开关重复性 • 测试电缆和接头的重复性 • 环境温度漂移变化 • 频率和相位的漂移变化
S11A S11M
S11A
S11M = ED + ERT
校准：全双端口12项矢量误差校准
• 有全部12个误差修正项
正向误差模型
Port 1 EX Port 2
S 21
a 1
ED
b1
ES
A
E TT
b2
S 11
A
S 22
A
EL
反向误差模型
Port 1 Port 2 E RT' S
a 1 b
21
E RT
P1 dB 实际放大器 饱和 噪声底 输入功率
24
DR
Class AB Class A
线性和非线性： 1dB 压缩点测试方法
• • • 频率扫描增益压缩测量 功率扫描增益压缩测量
– 单频率点 – 多频率点
增益压缩测量精度讨论：
– 功率测量是绝对测量，不是相对测量 – 没有进行矢量校准 – 源和负载匹配误差没有校准
增益 (dB 或 V) 插入损耗 (dB 或 V) 插入相位 (度) 实部和虚部(R+jI) 电长度 (m) 电延迟 (s) 线性相位的偏移 (度) 群延迟 (s)
7
S 参数网络：二端口网络S参数– 反射
• • • • •
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 —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。
LS21正向传输参数S12反向传输参数Port 1 Port 2 a i b2 a2 b i S11 正向反射参数S22反向反射参数被测件？ S ii= b i/a i ? S2i= b2/a i ?S22= b2/a2 ? S i2= b i/a2 ? ai, bi , 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= b i/a2 ? al, bl , 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。
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矢量信号分析仪的特点
传统信号分析仪只有信号幅度测量功能，可测量幅度 与频率的关系，可测量幅度与时间的关系。 矢量信号分析仪具有同时测量幅度和相位的功能，可 测量幅度和相位与频率的关系，可测量幅度和相位与 时间的关系。 待测信号波形经ADC后的数字化数据，从其中提取幅 度和相位的数字化信息数据，再存入Capture RAM中。 再由Measurement RAM和DSP进行测量和数据分析： 模拟已调信号的解调、数字已调信号的解调、网格图、 星座图、矢量图、眼图和误差矢量幅度EVM。
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射频集成电路测试
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李国林 雷有华
2009春季学期
89400系列矢量 系列矢量 系列 信号分析仪功能
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89600S_矢量信号分析仪
高达6.0GHz的频 率范围 36MHz带宽（基 带带宽39MHz） 低到小于1Hz的频 域分辨率带宽 可用于无线通信、 无线局域网、卫星 和宽带接入系统的 测试 系仪器室有
用可选的第二个10MHz输入信道（选件AY7），还 可以同时分析基带I和Q信号。 可以按各种方式和表格来显示测量结果。星座图、 眼图、网格图和误差矢量图是分析数字调制信号的 常用工具。 通过产生一个理想基准信号与接收到的信号相比较， 可提供误差测量。测量结果包括误差矢量幅度EVM 等。
7 射频集成电路测试 清华大学电子工程系 李国林 雷有华 2009春季学期
硬件的复杂程度与占有频带宽度之间折衷
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？ 3。数字调制的不同类型
三种数字调制类型和三种数字调制类型的变种
4。限制带宽的滤波器技术
限制带宽和减小码间干扰
5。观察数字调制信号的方法
时域图、频域图、星座图、眼图、相位网格图和误 差矢量图
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9 射频集成电路测试
AY8
RF front-end
DUT
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基本结构（续2）
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现有选件：
1BH（General Export License）； AY7（Second 10MHz Input Channel）； AY9（Extended Time Capture）； AYA（Vector Modulation Analysis）； AYB（Waterfall and Spectrogram）； B73（Digital Wideband CDMA Analysis）； B79（Digital ARIB 1.0-1.2 W-CDMA Analysis）； UG7（Advanced LAN Support）； UTH（20Mb Extended RAM and Additional I/O）。
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射频信号源选件
89431A（RF）： dc to 2.65 GHz 范围。 另有内部RF信 号源（选件 AY8--本机没 有）。
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精密的射频前端
89441A的射频前端将高达2.65GHz的射频信号 下变频为带宽7MHz的中频信号； 带宽为7MHz的中频信号经过滤波和数字化后， 7MHz 进入高分辨率的A/D变换器； 后续的数字混频器和数字滤波器的带宽可以窄 到1Hz； 后面的高性能微处理器提供快速的频域、时域、 调制域分析和测量结果显示。
基于快速富里叶变换（FFT） 可分析单次出现信号 可同时获得测量信号的幅度和相位 目前技术条件下，其频率范围、灵敏度和动态范围 都不如超外差式频谱分析仪
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89441A的矢量调制分析功能
可以分析各种已调制信号，包括：
BPSK、QPSK、OQPSK、DQPSK、pi/4DQPSK、8PSK、 16-256QAM、VSB、MSK、2至4电平FSK等非标准格式 NADC、GSM、EDGE、DECT、CDMA等标准格式
基本结构（89410A（IF））
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基本结构 （续1） ）
1.软功能硬键 软功能硬键 2.显示屏幕 显示屏 显示 3.电源开关 电源开关 4.软盘驱动器 软盘驱动器 5.外键盘连接器 外键盘连接器 6.连接到 连接到DUT的信号源 连接到 的信号源 连接器（有AY8） 连接器（ ） 7.外触发连接器 外触发连接器 8.探头电源连接器 探头电源连接器 9.待测信号输入或 待测信号输入或DUT 待测信号输入或 的输出 10.显示功能硬键菜单组 显示功能硬键菜单组 11.系统功能硬键菜单组 系统功能硬键菜单组 12.测量功能硬键菜单组 测量功能硬键菜单组 13.REMOTE和LED显示 和 显示 14.MARKAR硬键菜单 硬键菜单 组 15.手动调节 手动调节MARKAR 手动调节 旋钮键 16.MARKAR/Entry硬键 硬键 17.数字量等输入硬键 数字量等输入硬键 18.通道 输入连接器 通道2输入连接器 通道
Agilent公司的矢量信号分析仪把时域、频域和 调制域分析集于一体，为复杂的时变信号提供 最先进的测量。 复杂的时变信号包括突发信号、脉冲信号、瞬 变信号、跳频信号以及模拟和数字调制信号。
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89441A的时域和频域分析功能
利用89441A的“射频示波器”功能，可以对复 杂的时变信号进行时域分析。 基于快速富里叶变换（FFT），可以进行高性 FFT 能频谱分析和时间选通频谱分析。 与超外差式频谱分析仪相比:
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射频和基带性能
射频性能：
灵敏度：-160dBm/Hz； 相位噪声：-124dBc/Hz（10KHz偏移）； 内部射频源：选件AY8 （本机没有）。
基带性能：
25.6 Msa/s的A/D采样速率； FFT变换； 频域和时域的误差修正功能； 第二个10MHz基带输入信道：选件AY7。
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8.3 数字调制与解调
目的：使传输的数字信号与信道特性相匹配， 便于有效地进行信息传输。 分类：
调制信号：模拟调制和数字调制； 相位连续：相位不连续调制和相位连续调制（例如： PSK、GMSK等）； 信号恒定：恒包络调制和非恒包络调制（例如： FSK、QAM等）。
4.30-5.4放假五天（第10周），4月30日（星期四）的课程调至 4月28日（星期二）进行 5.28-5.30放假三天（第14周，5.28（星期四）：端午节）
2 射频集成电路测试 清华大学电子工程系 李国林 雷有华 2009春季学期
参考文献
Agilent仪器说明书\89441A_矢量信号分析仪\Complex Meas_5965-8554E.pdf ..\Operators Guide_89400-90038.pdf ..\Started Guide_89441-90076.pdf ..\Time and Frequency Domain_5962-9217E.pdf ..\Time Capture_5091-8686E.pdf ..\Digital Modulation_5965-7160E.pdf ..\EVM Meas_5965-2898E.pdf ..\Phase Noise_5091-7193E.pdf ..\Data Sheet_5965-5425E.pdf Agilent仪器说明书\89600S_矢量信号分析仪\89600矢量 信号分析仪_5980-0723CHA.pdf
89411A的IF（89410A）部分
Source、Optional RF source、Precision RF front-end。
DUT
（Option AY8） ）
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IF（89410A）的Source部分
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8.1矢量信号分析仪的基本结构
89441A矢量信号分析仪有两部分：IF和RF部分
89410A（IF）：dc to 10MHz范围，内部信号源（正 弦、chirp、随机和32,768点的任意波形）； 89431A（RF）：dc to 2.65 GHz范围。另有内部RF 信号源（选件AY8--本机没有）。
干扰受限的信道，抗干扰能力强； 解调一般采用非相干方式，或插入导频的相干解调； 产业化问题
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成本低，易于实现。
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射频集成电路测试
数字调制方法的分类
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数字调制与解调
1。为什么要进行数字调制？
1。为什么要进行数字调制？
硬件的复杂程度与占有频带 宽度之间折衷。 工业发展的趋势（QPSK、 FSK、MAK、QAM等）。
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射频Байду номын сангаас成电路测试
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2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？