【课件】矢量网络分析仪介绍PPT
网络分析仪PPT课件
V反射波= 0(所有输入功率被负载吸 收)
第4页/共46页
当传输线终端为短路与开路时
Zs = Zo
V 入射波
V反射波 负载开路相位同相 (0o) ,
短路相位为反向(180o)
对于短路和开路二种情况，在传输线上都会建立驻波
第5页/共46页
当传输线终端为25 W
Zs = Zo
ZL = 25 W
V inc
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
当ZL=Z0时， ρ=0； 当ZL≠ Z0时，0＜ρ≤1
ZL为负载阻抗，Z0为传输线特性阻抗
第8页/共46页
回波损耗
反射信号低于入射信号的dB数，是用对数 表示反射系数的幅度特性的一种方法
Return loss = -20 log(r), r = G
第9页/共46页
群延时波动表示失真 平均延时代表信号通过被测器件的平均传输时间
第16页/共46页
史密斯圆图
Smith Chart
+jX
能读反射系数，但不能直接显示读取阻抗值
.
极坐标平面
90 o
0
+R
+- 180 o
1.0
.8 .6
.4
.2
0o
0
-jX
复数阻抗平面，无法 表示开路
Z L= Zo
复数阻抗平面的正实部部分映射 G = 0
率更容易测量，更易了解，更有用。 在 低 频 上 ， 波 长 非 常 长 ， 简 单 的 导 线 便 适 于 传 导 功 率 在 较 高 频 率 上 ， 波 长 与 高 频 电 路 中 导 体 的 长 度 相 当 或 者 更 小 ， 功 率 传 输 可 认 为 是 以 行 波 方 式 进 行 。 需 要 高 效 率 的 功 率 传 送 是 在 较 高 频 率 上 使 用 传 输 线 的 主 要 原 因 之 一
矢量网络分析仪工作原理矢网（高清版）
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。
矢量网络分析仪的校准技术PPT课件
系统误差模型 15误差项模型(四通道）
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 技术研讨会
©2004/ An Yi / 21
系统误差模型 15误差项模型(四通道）
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 技术研讨会
T12 b2
T22
0
©2004/ An Yi / 12
系统误差模型
5误差项模型的校准
如采用TOSM四个标准件进行校准，则可以根据由标准件所决定的 端口信号之间的关系确定矩阵[R]和[T]的参数。
match : b1 0 Short : b1 a1 Open : b1 a1 Through :
矢量网络分析仪的校准技术
Rohde&Schwarz Pushing limits
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 技术研讨会
©2004/ An Yi / 1
罗德与施瓦茨中国有限公司
安毅 产品经理
Tel: 010-6431 2828 Email: Adams.An@
Test set
©2004/ An Yi / 9
概述 测量误差
系统误差
矢量网络分析仪内部测试装置的系统响应 外部测试装置的系统响应
随机误差
测试装置的稳定性 仪器的稳定性
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 技术研讨会
©2004/ An Yi / 10
系统误差模型 5误差项模型
k11 k12 k13 k14
[K ] k21
k22
k23
k24
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。
矢量网络分析仪基础知识和S参数的测量
矢量网络分析仪基础知识与S 参数测量§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.1．单端口网络 习惯上又叫负载Z L .因为只有一个端口,总是接在最后又称终端负载.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.·单端口网络的电参数 通常用阻抗或导纳表示,在射频X 畴用反射系数Γ〔回损、驻波比、S 11〕更方便些.2．两端口网络 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.·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.·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.·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够,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.S11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S11.S21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.S12即网络输出端对输入端的影响,对不可逆器件常称隔离度.S22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数.中高档矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数,普与型矢网不具备这种能力,只有插头重新连接才能测得4个参数,而且没有作全端口校正.1.2 传输线传输射频信号的线缆泛称传输线.常用的有两种：双线与同轴线,频率更高则会用到微带线与波导,虽然结构不同,用途各异,但其基本特性都可由传输线公式所表征.·特性阻抗Z它是一种由结构尺寸决定的电参数,对于同轴线：式中εr为相对介电系数,D为同轴线外导体内径,d为内导体外径.·反射系数、返回损失、驻波比这三个参数采用了不同术语来描述匹配特性,人们希望传输线上只有入射电压, 没有反射电压, 这时线上各处电压一样高,只是相位不同,而实际上反射总是存在的, 这就需要定义一个参数.•式中ZL 为负载阻抗, Z为同轴线的特性阻抗.•由于反射系数永远≤1, 而且在甚高频以上频段手边容易得到的校准装置为衰减器,所以有人用返回损失〔回损>R.L.来描述反射系数的幅度特性,并且将负号扔掉.••••回损R.L. = 20Log│ΓdB 〔1.4〕有反射时, 线上电压即有起伏, 驻波比〔S.W.R〕是使用开槽测量线最易得到的一个参数,比较直观.当|Г|<< 1时,ρ= 1 + 2│Γ│ 〔1.6〕•本仪器三种读数皆有, 可任意选用.·阻抗圆图如A,B两个规格的天线,若只在标网上选择,肯定选B而不要A,而在矢网上看,A比B有潜力得多,加个电容就比B好了.这种情况是大量存在的,在全波振子对测试中就是这种情况.因此,在调试中首先要将天线阻抗调集中〔在圆图上成团〕.举例来看,反射网与振子高度调节就有这种情况,折合振子单边加粗也有这种情况,然后再采取措施〔如并电容,串电感,调短路片位置,改平衡器内导体等〕使其匹配.而且经常不是使中频处于圆图中心,而是使整个频带处于中心某一小圆内,即牺牲一下中频性能,来换取总带宽.阻抗圆图上适于作串联运算,若要作并联运算时,就要转成导纳；在圆图上这非常容易,某一点的反对称点即其导纳.请记住当时的状态,作阻抗运算时图上即阻抗,当要找某点的导纳值时,可由该点的矢徑转180°即得；此时圆图所示值即全部成导纳.状态不能记错,否则出错.记住,只在一个圆图上转阻抗与导纳,千万不要再引入一个导纳圆图,那除了把你弄昏外,别无任何好处.另外还请记住一点,不管它是负载端还是源端,只要我们向里面看,它就是负载端.永远按离开负载方向为正转圆图,不要用源端作参考,否则又要把人弄昏.圆图作为输入阻抗特性的表征,用作简单的单节匹配计算是非常有用的,非常直观,把复杂的运算用简单的形象表现出来,概念清楚.但对于多节级连的场合,还是编程由计算机优化来得方便.·传输线的传输参数同上面两端口网络,不再重复.1.3 有关仪器的几个术语·网络分析仪能测单或两端口网络的各种参数的仪器, 称网络分析仪.只能测网络各种参数的幅值特性者称为标量网络分析仪,简称标网.既能测幅值又能测相位者称为矢量网络分析仪,简称矢网,矢网能用史密斯圆图显示测试数据.·连接电缆一根两端装有连接器的射频电缆叫连接电缆〔也有称跳线的〕,反射特小的连接电缆称测试电缆.·反射电桥为了测得反射系数,需要一种带有方向性〔或定向性〕并保持相位信息的器件,如定向耦合器或反射电桥,本仪器采用的是反射电桥,它的输出正比于反射系数.其原理与惠司顿电桥完全相同,只不过结构尺寸改小适于高频连接,并且不再想法调平衡,而是直接取出误差电压而已.反射电桥一般只能测同轴线等单端馈线系统.·差分电桥能测双线馈线系统的反射电桥称差分电桥.·谐杂波抑制能力一般国产扫频源的谐杂波在－20dB左右,甚至杂散波只有－15dB,进口扫频源好的也就在－30dB多一些,外差式接收机对谐杂波的抑制能力皆在40dB以上,不会出现什么问题.而对于宽带检波低放的扫频仪与标网,不外接滤波器对寄生谐杂波是没有抑制能力的,有时就会出现下面几种问题：滤波器带外抑制会被测小,天线驻波会被测大,窄带天线增益会测低.·动态X围仪器设置到测插损,将一根好的短电缆的一头接到输出口,另一头接到与屏幕显示相对应的输入口上,按执行键进行校直通后,拔掉电缆后仪器显示的数值即动态X围,应≥70dB.·对插损的广义理解隔离度不该通而通了的插损称隔离度或防卫度.方向图天线对一固定信号在不同方向的插损称方向图.§2 传输线的测量2.1 同轴线缆的测量一．测电缆回损1．待测电缆末端接上阴负载〔或阳负载加双阴〕,测其入端回损,应满足规定要求.假如是全频段测试的话,那一般是低端约在30－40分贝左右,随着频率增高到3GHz,一般只能在20dB左右.假如全频段能在30dB以上此电缆可作测试电缆,一般情况下尤其是3GHz附近是很难作到30dB的,能作到26dB就不错了.2．回损测试曲线呈现周期性起伏,而平均值单调上升,起伏周期满足⊿F=150/L,式中L为电缆的电长度〔米〕,⊿F单位为MHz,则此电缆属常规正常现象,主要反射来自两端连接器处的反射；若低端就不好,甚至低频差高频好,或起伏数少,则电缆本身质量不好.3．回损测试曲线中某一频点回损明显低于左右频点呈一谐振峰状,此时出现了电缆谐振现象.只要不在使用频率内可以不去管它,这是电缆制造中周期性的偏差引起的周期性反射在某一频点下叠加的结果,我们只能先避开它.这种现象在1998年我们买的SYV-50-3电缆中多次碰到,回损只有10－14dB,粗的电缆倒不常见此情况,用户只有自己保护自己,选择质量好的才买.4．在测回损中出现超差现象时,可按下面提到时域故障定位检查加以确诊,以便采取相应措施.二．测电缆插损〔也称测衰减〕1．替代法在使用要求频段下,用插损档通过两个10dB衰减器用双阳校直通,校后用电缆代替双阳接入两衰减器之间即得插损曲线,此法为最常用的方法.2．回损法测插损在仪器经过开短路校正后,接上待测电缆,测末端开路时的回损,回损除2即得插损,此法的优点在于不会出现插损为正的矛盾,特别适合于已架设好的长的粗馈管首尾相距较远的场合.3．非正常情况检测电缆时最好用全频段测试,插损由小到大应是一单调平滑曲线,并且插损在标准规定以内,小有起伏也不要紧,那是反射叠加引起的.但若有某一频点附近显著高于左右频点〔插损增大〕呈一下陷曲线状,说明此电缆有问题.多数是连接器外皮压接不良所造成,返工后重测.少数是电缆本身形成的,那么此电缆只能隔离待查,停止使用.连接器外皮显著接触不良,可用下面提到的电缆屏蔽性能检查方法加以确诊.三．同时测插损与回损可按说明书4.7节进行双参量测量.双参量测量精度不如单参量高,若无必要,以采用单参量为宜.四．同轴电缆电长度的测量1．引言在射频X围内,经常采用同轴电缆对各个功能块、器件或振子单元进行连接〔即馈电〕,除了要求插损小、匹配好之外,常常还对引入的相移提出要求.一般只要求相对相移,譬如同相天线阵或功率组合单位等.它们要求每根电缆一样长,而收发开关或阻抗变换场合则会提出长度为λ/4的要求,而U形环平衡器又会提出长度为λ/2的要求,这就出现了如何测电缆电长度的问题.在不加支持片的同轴线段中,同轴线段的机械长度〔或几何长度〕与电长度是一致的,在有支持片或充填介质的情况下两者是不同的,机械长度与电长度之比为波速比〔也有称缩波系数,或缩短系数〕,一般在0.66到1之间,电长度显得长些,而实际机械长度显得短些.实际上要求的是电长度,矢网正好能测电长度.2．测反射相位定电缆电长度当电缆末端开路时,在其输入端测其反射的相位是容易的,由于反射很强测试精度也较高.当然末端短路也是可行的,但不如开路时修剪长度来得方便,因此常在末端开路的情况下进行测试.ⅰ、λ/4电缆的获得·仪器设定在要求的使用频率下点频工作,在测回损状态下校开路与短路.·接上待测电缆〔末端开路〕,若电缆正好为λ/4时,相位读数应在1800附近.若Φ<1800则说明电缆偏长,反之则偏短.·此法也适于测λ/4奇数倍的电缆,致于是3λ/4还是λ/4,点频下是分不清的.ⅱ、λ/2电缆的获得· 同前〔即在点频测回损状态下校开路与短路〕.· 接上待测电缆〔末端开路〕,若正好为λ/2则测试相位值应在00附近,若Φ在00以上〔第一象限〕,则电缆偏短,若在3600以下〔第四象限〕,则偏长.·此法也适于λ/2整倍数的电缆,至于是λ还是λ/2,在点频下是分不清的.ⅲ、与参考电缆比相对长度·同前〔即在点频测回损状态下,校开路与短路〕.·接上参考电缆〔也称标准电缆〕,记下相位读数Φ0.·接上待测电缆,若读数Φ=Φ0则说明两电缆等长,不等则相差为Φ-Φ0,注意仪器相位为领先值,读数越大越领先,Φ大于Φ0则偏短,反之则偏长.ⅳ、几点说明·ⅰ、ⅱ两种,由于是在λ/4与λ/2特殊情况下进行的,与电缆特性阻抗无关,而第ⅲ种测试精度与特性阻抗有关,只有相同特性阻抗的电缆比较才有意义,否则出错.·在测试中有时会搞不清是长了还是短了,可以在末端或始端加一小段电缆〔如保护接头〕试试,若更离开理论值说明电缆长了,若更靠近理论值则说明电缆短了.还有一种方法,是用三个频率,即f0±Δf,扫频测试,若高频点接近理论值则电缆短了,若低频点接近理论值则电缆长了.·由于反射法电波在电缆上走了两次〔一个来回〕,所以读数与误差皆要除以2. 3．测传输相移定电缆长度在行波状态下,电缆引入的相移即其电长度,这种作法一般更符合实际使用情况,但由于要求两端皆接上高频连接器,因此一般只适于验收,而不适于调整.下面介绍一下比较两根电缆的相对相移.·在测插损状态下,经过连接电缆与两个10dB衰减器对接后校直通.·在两个衰减器之间串入参考〔标准〕电缆,记下相位测试值Φ0.·换接待测电缆,若测试值亦为Φ0则两者等长,若测试值为Φ,Φ-Φ0为正则短了,反之则长了.搞不清时,请参见上面几点说明中的第二点.4．时域故障定位法测电缆电长度同轴电缆末端开路〔或短路〕测出的故障位置即电缆电长度,,此法可测电缆绝对电长度.·按测回损法连接,并选时域状态.·估计电缆电长度,将距离档选到合适距离,以避免模糊距离.·按菜单键取出机内扫频方案后,进行开路与短路校正.·接上待测电缆,进行测试,画面出现一峰点.·将光标移到峰点附近后按菜单键, 光标在《放大》下闪动, 再按执行键画面将展开四倍后重画一次,并在方格下=×××等数值, 此值即电缆电长度.面显出dmax五．同轴电缆的时域故障定位检查1．同轴电缆的三段反射同轴电缆可说是射频设备中少不了的一种连接件,短者几厘米,长者几百米,它并不是一种很起眼的东西,但对系统性能确是至关紧要的一环.对同轴线可以提出多方面的要求,现在我们只看看对它的驻波比要求.通常要求同轴电缆的驻波比≤1.1,即使在V频段这个要求也不低,在更高频段那就更难了.对于电视台发射天馈系统,其系统的驻波比就要求为1.1,那分配给馈线的指标就更不好提了.一根同轴线〔电缆或馈管〕从其输入端测出的驻波比是由三段反射的矢量叠加造成的.一段是远端反射,它包括了负载的反射以与电缆输出连接器处的反射.如果负载是无反射的标阻,则远端反射即指输出连接器处的反射,另一段是输入连接器〔包括转接器〕处的反射叫近端反射.还有中间这一段由电缆本身制造公差引起的分布反射,使用者对这段反射是无能为力的,只是把问题搞清楚而已,以便于采取相应的措施.如何分清这三段反射呢？2．时域分布反射的获得为分清一根电缆的三段反射,通常用时域反射计,它是一种能发射很窄脉冲〔ns级〕后看其反射波形的仪器,虽然它很有权威性,但确有三点不足：第一点是有死区〔或盲区〕.对近端反射无能为力,因为在发射脉冲宽度内的反射一般是被发射脉冲淹没了.第二点是它对波导系统无能为力.第三点由于发的是窄脉冲,所占频段极宽,待测件的测试频段不能控制.如本来电缆只用于400兆赫附近,而它测的却是几十赫到千兆赫内全频段的性能,这并不适合于一般使用者的要求,它只是一种电缆生产厂的一种专用的贵重设备.看来这种仪器早晚是要被淘汰的,它的性能不如测频域反算时域的方法来得灵活,而且还多花钱〔作为验收,频域仪器是必备的,假如它有时域功能就不用再买时域反射计了〕.现在可用网络分析仪上的时域故障定位功能软件来完成时域反射的测试.它的作法是在频域中测出多个有关频率的反射系数,然后经过运算来得到时域画面.纵坐标为反射系数幅度值,横坐标为距离或时间.不单分清了三段反射而且看出了同轴电缆上的分布反射,从而可以检查电缆制造的工艺水平或质量水平.普与型矢量网络分析仪PNA上带有时域功能,它能根据电缆使用频段来设定扫频起止频率,以便得到符合实际需要的时域检查.PNA的时域最高分辨力为6cm,随着探测长度加长而降低.下面的例子都是用PNA测的,曲线都是机内所附的微打印机打的.对一般使用者以与专业电缆生产厂都有参考意义.从以上测试结果可以得到如下初步结论.·相同品种的同轴电缆,粗的分布反射比细的分布反射小.·分清三段反射能帮你找出故障〔或指标差〕的原因,明确改进方向.根据目前掌握的实际情况,插头的反射不宜大于0.03,电缆的分布反射不宜大于0.01,电视用时要求还要高一些.·故障定位功能是很有用的,按使用频段设定扫频频段也是有效的,宽带反射小而起伏多,窄带的反射大而起伏少不容易漏掉故障.六．特性阻抗的检测1．问题的提出这里举个例子,某厂加工了一批SFF-50-1.5的带SMA插头的电缆,做了五根样品长约120mm,都是合格的.后来做了几十根长约240mm的却全部临界,在,发现430MHz附近ρ为1.15.用时域看反射在两端插头处约0.07,为此加测了Z为49.8的电缆,ρ只有1.04.原来做短的合格是因为刚好反为47Ω.后来换了Z射相消,而长的长度不合适造成反射叠加,在窄带虽可用凑长度解决问题,但最好还是采用好的电缆为宜.当时域检测发现两端连接器处反射较大时〔譬如>0.04〕,除了装配质量外,还有插头本身设计问题,一般市售连接器是不适于用到3GHz的.假如连接器是仔细设计,考虑了支持片的影响的,那么还有一个因素那就是电缆的特性阻抗可能不对,此时就应测测电缆特性阻抗.2．作法·样本与扫频方案对于已装好连接器的跳线,长度已定,只能由长度定扫频方案而对于电缆原材料,则可以按要求频率确定下料长度.此时待测电缆一头装连接器即可.·样本长度与扫频方案是相互有关的,可以点频测也可以扫频测,取值要取相位靠近2700时的电抗值,此时电长度为λ/ 8、电抗值在±j50Ω附近,如40～60Ω之间,否则不易得到可信数据.测试频率宜低些,以减少连接器,以与末端开短路的差异造成的误差.以SFF-50的电缆为例,取样本长500mm,其电长度即为700mm〔乘1.4波速比〕,扫频方案可选46～56 MHz,ΔF=2MHz即可.·仪器在测回损状态下,电桥输入端与输出端各串一只10dB衰减器.校过开短路后,接上待测电缆.记下待测电缆在末端开路与短路时的输入电抗值〔不管电阻值〕,两者相乘后开方即得特性阻抗值.·一般测试只选一点最靠近2700的点〔即50Ω〕进行计算即可,要求高时,可在50±10ΩX围内选5点进行平均,这5点之间起伏不应大于0.5Ω,否则电缆质量不好.·电缆两端测出的特性阻抗有可能是不相同的,说明该电缆一头特性阻抗高,一头低.要求高时,应对样本进行掉头测试,两端测出的特性阻抗不应相差0.5Ω.注意: 1：虽然所有λ/ 8奇数倍的频点皆能进行测试,但只测了前面λ/ 8,后面λ/4与其倍数都是不参与的；它只提供了0点与∞点,这两点只与长度有关,而与Z无关.2：测75Ω电缆时,请用75Ω电桥,测试数据请乘1.5倍.,这并非标准方法, 3：有人采用测数百米长电缆的输入阻抗来代替测Z实际上是对电缆提出了超标准的要求.除非电缆非常好,否则不易通过.七．电缆屏蔽度检测也称漏泄检测,也有称防卫度检测,作法同阵面幅相检测.·采用全频段扫频方案,测插损,用一根好的短电缆校直通；·在输出端接上待测电缆,其末端接上阴负载或双阴加阳负载；·将一个拾取环〔见幅相检测〕,通过一段电缆接到输入端,当环远离待测电缆时读数应≥70dB；·将环靠在电缆上滑动,若读数仍在70dB以上则电缆性能优秀,若读数在60dB 左右属良好,若读数在40-50dB就不太好,但勉强能用,若读数在20-30dB则肯定有了故障,一般出现在连接器处,必须重装,压紧后再测,连接器处不宜低于50dB；·连接器接地不良时,其时域波形表现为拖尾巴波形,而不是一个单纯的脉冲波形；以上讲的是带插头的电缆〔常称跳线〕的检测方法,只是一种查毛病的方法,并不作为验收的依据.2.2 PNA用于测量75Ω系统的补充说明PNA本身是50Ω系统测量仪器,在有75Ω配套件的情况下,可在30-1000MHz频段内对75Ω系统进行测量.1．测回损主要是改用75Ω电桥,该电桥输入输出端口仍为50Ω,故仍然可用原配电缆接上,而电桥测试端口为75Ω,即能按原说明书所述方法对75Ω系统的反射特性进行测试.·测阻抗或相位或者所测驻波较大时,请用75Ω短路器加校短路.·对电桥定向性有怀疑时,可用75Ω负载验证,也可采用校零措施.·改用75Ω电桥测试75Ω系统时所有驻波、回损、相移值都是对的,但阻抗值请注意还要乘1.5才对.2．测插损在仪器输出输入端各接一根50Ω电缆,在电缆另一端各接一只50K/75Ω转换,并用75Ω双阴将它们对接起来校直通,然后取出双阴串入待测件即可测出其插损与相移.示意图如下：3．测增益接法与测插损相似,但应加30dB衰减器后校直通,衰减器可以是50Ω的,也可以是75Ω的,各自串入其相应位置,其作法与原说明书相同.4．时域故障定位除改用75Ω电桥外其他与说明书全同,校短路请注意要用细芯子的75Ω短路器.注意：由于75Ω与50Ω两者内导体差别较大,使用时应小心不要插错,粗的插入细的会损坏器件,细的插入粗的则接触不良甚至不通.5. 75Ω配套件清单2.3 多对双绞线电缆的测试在电脑网络连线中,用到了多对双绞线电缆,而且提出了技术要求,如何用常规单端〔一线一地制,如同轴线〕仪器进行测试呢？一．技术要求: 有关单位对于5类线〔四对双绞线〕的技术要求见下表〔每对绕成双绞线的线又有多股与单股之分.相当线号为24AWG—26AWG〕.注：在执行5类线标准验收时,有的用户要求按输入阻抗为100±15Ω来验收,其理由为既然有特性阻抗为100±15Ω的要求,而现在线很长〔300m〕,因此只测其输入阻抗来代替前两项要求.对于理想的均匀线,这个要求还勉强说得过去,问题是线既不理想也不均匀,这个要求就超出了标准X围,否则就没有必要定第二栏的要求.对于100MHz,标准规定回损为16dB,假如按输入阻抗要求则为23dB,超过标准7dB；因此把特性阻抗验收标准改成按输入阻抗验收,是不符合标准的作法.另外有的仪器有|Z|坐标,这是一种电路参数而不是传输线参数,用|Z|≤100±15Ω来要求传输线的输入阻抗,是会闹笑话的.比如Z in=j100Ω,是完全符合|Z|≤100±15Ω要求的,而对于传输线而言却是全反射,根本不能用.二．测试方法这儿只讨论用矢量网络分析仪来测试双绞线,不涉与市售电脑线专用测试设备.1．直接用单端仪器测试这是一种原则性的错误,因为平衡受到破坏,产生了共模电流,将导致衰减加大、窜扰严重.但有的地方仍然是这样作的,不妨试一试.2．采用PNA100Ω差分套件.3．将单端仪器测试口通过复用开关扩为八个,采用混合模式散射参量进行计算与校准,这是ATN公司的方法.。
矢量网络分析仪介绍
矢量网络分析仪产品简介产品概述1、T5113A2、T5230A/T5215A3、T5280A产品概述T5113Az 应用领域特别适用于广播电视、汽车电子、医疗、科研教育等领域射频器件和组件的研发、生产测试。
T5113A 矢量网络分析仪是一款频率范围覆盖300kHz 到1.3GHz 、双端口单通路经济型网分仪，端口阻抗有50Ω和75Ω两种。
产品概述T5113A 主要指标产品概述T5230A/T5215Az 应用领域可广泛应用于2G 和3G 移动通信、军工、半导体、广播电视、科研教育等领域射频器件和组件的研发和生产测试。
T5230A/ T5215A 矢量网络分析仪是一款高性能、大动态、低噪声的网分仪，T5230A 频率范围覆盖300kHz 到3GHz ，T5215A 频率范围覆盖300kHz 到1.5GHz ，涵盖整个移动通信频段，全双端口S 参数测量，测量精度高，测试稳定性好，测量速度快。
产品概述T5230A/T5215A 主要指标T5280AT5280A矢量网络分析仪是一款频率覆盖范围（300kHz到8GHz）更宽、动态范围（>130dB）更大的高性能网分仪，全双端口S参数测量，非常高的测量精度，良好的测试稳定性，快速的测量能力。
z应用领域可应用于LTE移动通信、军工、雷达、半导体、科研教育等领域射频器件和组件的研发和生产测试。
T5280A 主要指标+5dBm前面板USB接口，前面板电根据客户要求定制提供打印、软件升参考时钟OUT/IN 外触发接口接地端子主要特点 频率范围：300kHz 至 1.3GHz/1.5GHz/3GHz/8GHz 支持无源和有源射频器件的测量 双端口双通路S参数（S11、S21、S12、S22）测量 绝对功率测量 线性频率扫描、对数频率扫描、分段频率扫描 功率扫描 动态范围：＞125dB （IFBW 10Hz） 典型值130dB 信号源功率电平：-55dBm 至 +10dBm，0.05dB的分辨率 信号源功率精度：±1dB 迹线噪声：0.001dBrms （IFBW 3kHz） 测量速度：125us/测量点（IFBW=30kHz） 等效方向性：>45dB 温度稳定性：＜0.02dB/℃ 宽IF带宽：1Hz ～ 30kHz（步进值1/1.5/2/3/5/7） 10.4英吋TFT液晶触摸显示屏（LED背光可调） 支持机械校准件和电子校准件，机械校准件支持安捷伦、自定义等多种校准件 超低功耗，远远低于市场上的同类产品 “一键测试”自动测试功能，简化仪器操作，提高生产效率 提供LAN、USB和GPIB等丰富的接口进行远程控制和系统互联11双端口双通路S参数测量一次连接即可完成两个端口S参数（S11、S21、S12、S22）的测量。
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。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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 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。
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。
(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。
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§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。
·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。
·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。
·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。
·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)。
E
L
'E
L
E ( S21m
TT -
E
X
E TT ' )( S 1 2 m - E X
) '
E TT '
( S12m
-
E
X
)(1 '
E RT S11m - E D
(E S
- E L '))
S 2 1a
=
(1
E RT S11m - E D
6个正向误差，6个反向误差
负载匹配
反射－单端口模型
RF in Ideal
S11M
S11A
RF in S11M
误差适配器 1
ED
ES
ERT
S11A
ED = 方向性 ERT = 反射跟踪 ES = 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
S11M = ED + ERT
=
Vreflected Vincident
=
F=
ZL ZL
- ZO + ZO
回波损耗 = -20 log(r), r = G
Emax Emin
电压驻波比
VSWR =
Emax Emin
=
1+r 1-r
无反射
(ZL = Zo)
0
dB
1
r
RL VSWR
全反射
(ZL = open, short)
1
0 dB
传输参数
V Incident
DUT
V Transmitted
传输系数 = T
t = VTransmitted =
V Incident
插入损耗 (dB) = - 20 Log
V Trans V Inc
= - 20 log t
增益 (dB) = 20 Log
V Trans V Inc
= 20 log t
-
E
X
) '
ERT '
E RT
(S22m
-
E
D
)(1 '
S 1 1m
- ED
ES
)-
E
L
E TT '( S 2 1m - E
X
E TT '
)( S 1 2 m
- EX
) '
S1 2 a
=
E RT (1 S 1 1m - E D
E S )(1
E RT ' S22m - E D
E S ') '
矢量网络分析仪框图
信号源
参考信号 反射信号
DUT
传输信号
参考 (R)
功分器
反射 (A)
传输 (B)
接收 / 检波
信号处理 / 显示
测量误差模型
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。
E RT'
a1
E L'
b1
S 21A S11A S 22A
b2
E S' E D'
a2
E TT'
S 12 A E X'
S22a
=
E RT (1 S 1 1 m - E D
E S )(1
E S22m
RT -
' E
D
E '
S
') -
E
L
'E
L
E ( S21m
TT -E
X
ETT '
)( S 1 2 m
输入
DUT
输出
Frequenc
f1
y
非线形特性:
输出的信号可能发生频率的
Time
改变（如混频器）
可能其它频率附加信号（如 谐波、互调产物）
f1
Frequencyຫໍສະໝຸດ 群时延 Phase D
Frequencyw t g
Dw
to
群时延纹波 平均时延
群时延 (t ) g =
-d dw
=
-1 d 360 o * d f
线形特性/非线形特性的表征
Sin 360o * f * t
A * Sin 360o * f (t - to)
A
线形特性:
输入和输出的频率相同，不会产
to
Time
生其它频率的信号
A 相位漂移 = to * 360o * f
输出信号较输入信号只可能在幅 度和相位上改变
Time
f 1
Frequency
E RT
E D = 正向方向性 E S = 正向源匹配 E RT = 正向反射跟踪
E D' = 反向方向性 E S' = 反向源匹配 E RT' = 反向反射跟踪
S 21A S11A S 22A
E TT
b2
a2 EL
S 12A
E L = 正向负载匹配 E TT = 正向传输跟踪 E X = 正向个隔离度
矢量网络分析仪介绍
高频信号的特性
参考信号
R
反射信号
A
反射
反射信号
A
参考信号 = R
传输信号
B
传输
传输信号 参考信号
B =R
SWR
S-参数 S11, S22
反射系数 G, r
回波损耗
阻抗,导纳 R+jX, G+jB
增益 / 损耗
S-参数 S21, S12
群时延
传输系数 T,t
插入相位
反射参数
G r 反射系数
测量数据
Errors:
系统误差 随机误差 漂移误差
未知元件
系统测量误差
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。
R
A
方向性
B
Crosstalk
DUT
频率响应
反射跟踪 (A/R) 传输跟踪 (B/R)
源匹配
S11A 1 - ES S11A
了解这些，我们很容易就能够得到全双端口的误差模型
单端口校准前后的测量曲线
0 2.0
校准前
20 1.1
回波损耗 (dB) VSW R
40 60
6000
校准后
MHz
1.01
1.001 12000
2端口的误差模型
正向模型
Port 1
EX
Port 2
a1 b1
ES ED
初始相位 w 弧度/秒 度
f Hz (w = 2 p f)
Frequency
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
正向
参考信号
a1 S 11
反射信号
b1
S 21
传输信号
DUT
b2 a2 =0
Z0
Load
S 11 = S 21 =
反射信号 参考信号
传输信号 参考信号
=
b1 a1
b
=
2
a1
a2 =0 a2 =0
S 22 = S 12 =
反射信号 参考信号
=
b2 a2
传输信号 参考信号
=
b
1
a2
a1 =0 a1 =0
Z0
Load
a1 = 0
b 1 传输信号
DUT
S 12
b2
S 22
反射信号
反向
a2
参考信号
S参数关系
对于互易网络，有：S12＝S21 对于对称网络，有：S11＝S22 对于无耗网络，有：（S11）2＋ （S12）2＝1
E L' = 反向负载匹配 E TT' = 反向传输跟踪 E X' = 反向隔离度
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
反向模型
Port 1
Port 2