08.矢量信号分析仪(VSA)
用于解决FM调制低功耗方案的IQ调制器的精度和线性介绍
用于解决FM调制低功耗方案的IQ调制器的精度和线性介绍简介为通信应用生成模拟或数字FM时，IQ调制器提供通用的低功耗解决方案。
示例设计将显示混合信号MCU如何用于执行相位累加器和正弦/余弦查找表功能。
证明了IQ调制器精度和线性度的重要性。
应用FM很有用，因为PA的高效率很容易实现。
在产品层面，应用可以是无线麦克风，耳机和头盔无线电，以及手持双向无线电。
一些数字FM调制方案是连续相移频键控（FSK），GFSK和M-ary FSK。
在商业双向无线电业务中流行的DMR调制标准使用窄带4FSK，其可以如此处所述生成。
1 模拟FM可以是宽带FM或窄带FM（NBFM），如下所述。
为什么要使用IQ调制器？存在许多用于产生FM的经典电路技术，例如在VCO或参考振荡器或两者中将调制添加到PLL中。
电抗调制是另一种经典方法。
这些方法的缺点是该设计变得特定于频带以及该频带的单独PLL或电抗调制器。
例如，K vco 或PLL环路增益的变化可能会有问题。
IQ调制器方法的好处是：频率捷变，本质上面向未来，适合成为软件定义无线电（SDR），可以实现出色的调制精度。
生成模拟FM在此FM应用中，IQ调制器可用作精确的360度相位调制器。
由于相位是频率的时间积分，因此周期性更新的相位累加器执行时间积分功能。
2如图1所示，系统的行为类似于传统的DDS，相位累加器寄存器可以递增和递减。
3 查找表（LUT）包含正弦和余弦函数，因此在精确相位处生成固定幅度的旋转矢量。
这个复杂的信号由IQ调制器向上转换，以LO频率为中心。
对于高调制精度，IQ调制器（如。
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。
信号分析在无线电监测工作中的应用
信号分析在无线电监测工作中的应用作者：周爽来源：《消费电子》2022年第05期众所周知，在现实生活中理想的信号是不存在的。
信号在传输过程中受噪声干扰及影响，会表现出一定的变化和杂乱。
这种变化表现出随着时间或频率变化的规律。
为了获取精准可靠的信息，需要采用时域分析法、变换域分析法、连续时间分析法、离散时间分析法等，对信号进行分析和处理。
近年来，随着新一代信息科学技术、电子技术、计算机技术、无线通信技术的发展，无线数据传输的标准越来越多。
不同类型的无线数据传输标准的应用场景不同，其优缺点也存在差异。
各类无线通信技术的发展加剧了无线电信号所受的干扰，无形中也增加了用户使用的不良体验。
为了解决无线电信号传输中所受的干扰问题，提高信号传输质量和传输安全，信号分析处理及无线电监测工作就显得非常必要。
研究信号分析在无线电监测工作中的应用对提高无线电自动化管理水平有着重要的意义。
（一）信号信号指任何携带信息的物理量。
信号分析处理就是从众多混合、杂乱的信息中提取或增强有用信息，并存储和传输有用信息的一种运算。
信号分析处理针对的是各类主流信号。
对不同类型信号处理需要采用对应的信号处理手段，并测量信号的中心频率、功率、宽带等时频域参数，确认调制类型、波特率、调制指数等调制域信息，获取信号源、信道编码、帧结构等编码域内容，最终实现解调与解码。
（二）信号分析处理的目的信息分析时通过解析方法或测试方法找出不同信号特征，并了解信号特征，掌握它随时间或频率变化的规律过程。
信号处理指通过对信号的变换和加工，将一个信号变换为另一个信号的过程。
信号分析处理本身就是为了特定的目的，通过一定的手段改造信号。
（三）信号分析处理的方法1.时频域分析法时频域分析法是一种借助信号分析仪获取时频图，再通过分析时频图获取信号频率、带宽、频谱形状、出现时间等参数的方法。
采用时频域分析法可以实现对信号调制样式的初步判定。
常见的模拟调制信号FM/AM、频率键控信号FSK等，均可以通过该方法确定。
矢量网络分析仪的原理介绍
矢量网络分析仪的原理介绍矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，简称VNA）是用于测量微波电路参数的一种测试仪器。
它可以同时测量幅度和相位，由此可以得到电路的S参数，进而确定电路的电学特性。
原理VNA的核心是一组相互独立的大功率信号源和敏感的接收器，它们分别通过大量的各向异性元件、耦合器以及各种整流器、差分与单端平衡器和放大器等等电路连接起来。
VNA中最基本的组件是频率控制单元，它使用一个可变频率信号源来生成一个宽频信号作为输入信号，并令它经过电路中的传输诸元、非线性元件、各种过渡网络等，从而获得电路的各种参数。
VNA的工作原理可以简单地分为以下几个步骤：1.VNA内置的信号源生成一个可变频率的信号，并将该信号通过耦合器输入待测电路中；2.信号在待测电路中进行传播，经过一些变化，并从待测电路中输出；3.输出信号再通过耦合器进入VNA中的接收器，接收器将输出的信号与输入的信号进行比较，以测量待测电路的各种参数；4.VNA将测量所得的各种参数进行处理，即可确定待测电路的S参数。
优点VNA具有以下几个优点：1.高精度和高灵敏度：VNA的测量精度通常可达到0.1 dB，接近于理论计算值，测试范围也非常宽；2.测量速度快：VNA的测量速度通常可以达到数毫秒，节省了大量的时间；3.大量的参数：VNA可以测量电路的各种参数，如S参数、Y参数、Z参数等等；4.多功能应用：VNA不仅可以测量微波电路，也可以用于其他领域如光学、无线通信等。
应用VNA的主要应用领域有以下几个：1.无线通信：VNA可以测量各种无线通信设备的电学特性，如天线、滤波器、变频器等等；2.微波电路设计和生产：VNA可以帮助设计人员快速准确地了解电路的性能，并帮助改进电路设计；3.光学：VNA可以用于测量光学器件的特性，并对光学器件进行性能评估；4.材料研究：VNA可以帮助研究人员了解各种特性材料的电学特性。
总结矢量网络分析仪是一种常用的微波测试仪器，它可以测量电路的各种参数，具有高精度和高灵敏度等优点，已经成为无线通信、微波电路设计和生产、光学、材料研究等领域必备的测试仪器。
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矢量信号分析仪原理
矢量信号分析仪原理
矢量信号分析仪是一种广泛应用于电信、无线通信、雷达等领域的测试仪器，用于对复杂信号进行分析和测量。
它可以同时测量信号的幅度和相位，并绘制在频率域上的频谱图。
矢量信号分析仪的原理是基于频谱分析和时域采样的原理。
当输入信号进入仪器时，它首先被分成一系列时域采样的数据点。
然后利用傅里叶变换将这些数据点转换为频域上的频谱图，显示出信号在不同频率上的能量分布。
在分析过程中，矢量信号分析仪通过对信号进行幅度和相位的解调，得到信号在不同频率上的相对强度和相位信息。
这些信息可以帮助工程师了解信号的特性和性能，并进行相应的优化和调整。
此外，矢量信号分析仪还可以通过多种数学运算和滤波器对信号进行进一步的处理和分析。
例如，可以对信号进行包络检测、频率偏移检测、调制深度检测等，以获取更全面的信号特性信息。
总的来说，矢量信号分析仪通过将信号转换为频域上的频谱图，并解调信号的幅度和相位信息，实现对复杂信号的分析和测量。
它在无线通信系统和其他领域中具有重要的应用价值，可以帮助工程师进行信号调优和系统优化。
矢量信号分析器设计攻略
矢量信号分析器设计攻略
方框图（SBD）将超外差技术与高速模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）完美结合，可对调制信号执行频谱测量、解调和时域分析。
设计注意事项
矢量信号分析器（VSA）将传统超外差技术与现代高速模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）完美结合，可对时变系统和复杂调制信号执行频谱测量、解调和时域分析。
这些功能使VSA 成为用于通信、雷达/ 声纳、视频和许多其它应用的理想仪器。
通用子系统包括：
射频前端
在放大或衰减和滤波之后，射频输入信号经过一个或多个频率变换级别，将信号向下变频为中频（IF）。
主要规范包括相位噪声和抖动。
IF 部分
超高速ADC 的商业可用性对矢量信号分析器系列仪器的出现起到了重要推动作用。
这些ADC 的主要规范包括带宽、动态范围和信噪比。
数字信号处理
可在运行于DSP 之上的软件中实施各种信号分析功能。
该软件使VSA 能够在频谱、调制和波形分析方面对复杂的调制、时变信号进行描述。
基于DSP 的软件的输入通过按不同无线和有线通信标准生成的I/Q 矢量调制信号进行采样。
接收链在DSP 中实施，其中包括调制/解调、通道解码、MIMO 处理、均衡、多路褪色补偿等。
典型分析功能包括扫频频谱分析、宽带FFT。
矢量信号分析仪
矢量信号分析仪简介矢量信号分析仪（Vector Signal Analyzer，VSA）是一种用于分析无线通信信号的测试仪器。
VSA可以对信号的幅度、相位、频率和调制等参数进行精确测量和分析。
通过对信号进行深入的分析，VSA可以用来解决很多无线通信领域的技术问题。
原理VSA的原理基于两个基本公式：傅里叶变换和IQ分解。
傅里叶变换被用于将时间域数据转换为频域数据，通过分析这些频域数据可以得到信号特性如频率和带宽等。
而IQ分解则是将复杂数据信号分解成两个分别表示振幅和相位的信号。
这使得VSA能够分离并分析调制信号中的振幅和相位部分，从而可以对调制信号进行更精确的测量和分析。
功能VSA具有许多有用的功能，主要包括：1. 频谱分析VSA可以对输入信号进行频谱分析，以确定信号的频率构成。
这个功能对于分析复杂调制信号的频谱特性非常重要。
VSA可以确定信号的中心频率、带宽、谱形等参数。
通过精确的频谱分析，可以确定信号的带宽和功率等重要参数。
2. 时域分析VSA可以将信号转换到时域进行分析。
这使得用户可以对信号的时域特性进行监测和评估。
这包括信号的峰值、波形、时延和脉冲响应等参数。
通过时域分析，用户可以精确了解信号的内容和特性，从而更好的对信号进行分析和处理。
3. 调制分析调制分析是VSA的核心功能之一。
通过将信号进行IQ分解，用户可以准确测量和分析信号中的调制参数。
这包括信号的带宽、调制深度、调制类型、调制误差等。
通过精确的调制分析，用户可以对调制信号进行更好的评估和优化。
4. 无线协议分析VSA可以对多种无线通信协议进行分析，如LTE、WCDMA、Wi-Fi、Bluetooth 等。
通过对协议进行解码和分析，用户可以深入理解无线通信的内部机制和运作方式。
这个功能对于无线通信开发和协议优化非常重要。
应用VSA在无线通信领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 信号测量和分析VSA主要用于对无线通信信号的测量和分析。
详解矢量信号分析仪原理
技术牛人详解矢量信号分析仪原理矢量信号分析仪是常用的进行雷达和无线通讯信号分析的仪器。
模拟扫描调谐式频谱分析仪使用超外差技术覆盖广泛的频率范围; 从音频、微波直到毫米波频率。
快速傅立叶变换(FFT) 分析仪使用数字信号处理(DSP) 提供高分辨率的频谱和网络分析。
如今宽带的矢量调制( 又称为复调制或数字调制) 的时变信号从FFT 分析和其他DSP 技术上受益匪浅。
VSA 提供快速高分辨率的频谱测量、解调以及高级时域分析功能，特别适用于表征复杂信号，如通信、视频、广播、雷达和软件无线电应用中的脉冲、瞬时或调制信号。
图 1 显示了一个简化的VSA 方框图。
VSA 采用了与传统扫描分析截然不同的测量方法; 融入FFT 和数字信号处理算法的数字中频部分替代了模拟中频部分。
传统的扫描调谐式频谱分析是一个模拟系统; 而VSA 基本上是一个使用数字数据和数学算法来进行数据分析的数字系统。
VSA 软件可以接收并分析来自许多测量前端的数字化数据，使您的故障诊断可以贯穿整个系统框图。
图 1. 矢量信号分析过程要求输入信号是一个被数字化的模拟信号，然后使用DSP 技术处理并提供数据输出; FFT 算法计算出频域结果，解调算法计算出调制和码域结果。
VSA 的一个重要特性是它能够测量和处理复数数据，即幅度和相位信息。
实际上，它之所以被称为“矢量信号分析”正是因为它采集复数输入数据，分析复数数据，并输出包含幅度和相位信息的复数数据结果。
矢量调制分析执行测量接收机的基本功能。
在下一篇“矢量调制分析基础”中，您将了解到矢量调制与检波的概念。
在使用适当前端的情况下，VSA 可以覆盖射频和微波频段，并能提供额外的调制域分析能力。
这些改进可以通过数字技术来实现，例如模拟- 数字转换，以及包含数字中频(IF) 技术和快速傅立叶变换(FFT) 分析的DSP。
因为要分析的信号变得越来越复杂，最新一代的信号分析仪已经过渡到数字架构，并且往往具有许多矢量信号分析和调制分析的能力。
优利德 UTS系列信号分析仪VSA矢量信号分析使用手册 说明书
信号分析仪VSA 用户手册本文档适用于以下机型：UTS5000A系列UTS3000A系列V1.02024.7.15序言尊敬的用户：您好！感谢您选购全新的优利德仪器，为了正确使用本仪器，请您在本仪器使用之前仔细阅读本使用手册全文，特别有关“安全注意事项”的部分。
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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。
矢量分析仪
矢量分析仪矢量分析仪是一种广泛应用于科学研究、工程设计和数据分析等领域的仪器设备。
它能够对矢量量进行测量和分析，提供准确的数据结果和可视化图像，为用户提供可靠的参考和决策依据。
本文将介绍矢量分析仪的原理、分类、应用以及未来发展趋势。
矢量分析仪的原理是基于电磁场的测量和分析。
它通过使用电场、磁场和频率等相关参数来描述矢量量，并将其转化为数字信号进行处理。
矢量分析仪采用了先进的传感器技术和信号处理算法，能够对矢量量进行高精度的测量和分析。
根据使用的原理和测量对象的不同，矢量分析仪可以分为多种类型。
常见的包括频谱矢量分析仪、网络矢量分析仪、功率矢量分析仪等。
频谱矢量分析仪主要用于分析和测试信号的频谱特性，可以对信号的频率、幅度、相位等进行准确的测量和分析。
网络矢量分析仪主要用于测试和分析网络参数，可以测量和分析网络的传输特性和阻抗匹配等关键指标。
功率矢量分析仪主要用于测量和分析功率信号的相关参数，可以对功率的分布、增益、损耗等进行精确的测量和分析。
矢量分析仪在科学研究、工程设计和数据分析等领域有着广泛的应用。
在科学研究中，矢量分析仪可以用于分析和测试天文信号、无线电信号和光学信号等，为科学家提供准确的观测数据和研究结果。
在工程设计中，矢量分析仪可以用于测试和分析电路、无线通信系统和雷达等设备的性能和参数，为工程师提供设计和优化的参考依据。
在数据分析中，矢量分析仪可以对大量的矢量量进行测量和分析，提取有用的信息和模式，并为数据科学家提供重要的分析工具和方法。
随着科学技术的不断进步和应用需求的不断增加，矢量分析仪也在不断发展和完善。
未来，矢量分析仪将朝着更高精度、更宽频率范围和更多功能的方向发展。
同时，随着智能化技术的快速发展，矢量分析仪也将与人工智能等先进技术相结合，提供更智能化的数据分析和决策支持。
例如，矢量分析仪可以通过机器学习算法对海量数据进行深度学习和模式识别，从而提高数据分析和预测的准确性和效率。
矢量网络分析仪的基本原理
矢量网络分析仪的基本原理目录一、内容概览 (2)1.1 矢量网络分析仪的重要性 (3)1.2 矢量网络分析仪的应用领域 (4)二、矢量网络分析仪的基本原理概述 (5)2.1 矢量信号与标量信号的差异 (6)2.2 矢量网络分析仪的工作原理 (7)三、矢量网络分析仪的主要组成部分 (8)3.1 射频模块 (10)3.2 混频器模块 (11)3.3 功率计模块 (12)3.4 天线与开关模块 (13)3.5 控制与显示模块 (14)四、矢量网络分析仪的工作流程 (15)4.1 开启仪器 (17)4.2 连接测试夹具 (17)4.3 设置测试参数 (18)4.4 执行测试 (20)4.5 分析测试结果 (21)五、矢量网络分析仪的测量原理 (22)5.1 矢量电压与电流的计算 (23)5.2 矢量信号的幅度与相位测量 (24)5.3 矢量网络的阻抗与导纳计算 (25)六、矢量网络分析仪的性能指标 (27)6.1 测量范围 (28)6.2 分辨率 (29)七、矢量网络分析仪的选择与使用注意事项 (30)7.1 根据需求选择合适的矢量网络分析仪 (32)7.2 使用前的准备工作 (33)7.3 测试过程中的注意事项 (34)7.4 测试后的数据处理与结果分析 (35)八、结论 (37)8.1 矢量网络分析仪在现代无线通信领域的应用价值 (37)8.2 对矢量网络分析仪未来发展的展望 (38)一、内容概览矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是一种先进的微波测量设备，用于评估射频（RF）和微波系统的性能。
它通过精确测量和计算传输功率、反射功率以及其它关键参数，帮助工程师设计和优化无线通信系统、雷达系统和卫星通信系统等。
VNA的工作原理基于电磁波的叠加和干涉。
当一束电磁波通过一个同相位、同频率的平面波信号与一个反射波信号叠加时，会产生一个矢量信号。
这个矢量信号包含了关于系统性能的有用信息，如回波损耗、插入损耗、传输系数等。
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。
矢量网络分析仪基本原理
矢量网络分析仪基本原理
矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是一种用
来测量电路参数的仪器。
它基于矢量信号的特性，可以测量和分析电路的传输、反射和衰减等参数。
矢量网络分析仪的基本原理是通过将被测电路与信号源和接收器相连，发送一系列频率和幅度可调的信号，并通过接收器测量被测电路的响应。
通过在发送和接收信号之间引入相位测量，可以得到复数形式的传输函数，进而得到电路的各种参数。
具体来说，在测量过程中，矢量网络分析仪会通过输入端口向待测电路发送信号，并通过输出端口接收到反射信号和传输信号。
反射信号是由待测电路中的反射和反射损耗引起的，而传输信号是通过电路中传输的信号。
测量过程中，矢量网络分析仪会比较输入信号和输出信号之间的相位和振幅差异。
从而，可以得到待测电路的反射系数和传输系数。
反射系数用于描述信号从待测电路反射回来的程度，传输系数用于描述信号从待测电路传输的程度。
通过测量反射系数和传输系数，矢量网络分析仪可以得到待测电路的S参数（Scattering Parameters），即反射系数和传输系
数与输入和输出端口之间的关系。
S参数可以用于描述电路的
功率传输、阻抗匹配和波导特性等。
总之，矢量网络分析仪通过测量反射和传输信号的相位和振幅差异来分析待测电路的特性。
它可以实时测量电路的S参数，
并提供精确的电路分析结果。
在电子设计、射频工程和通信系统等领域中，矢量网络分析仪被广泛应用于电路设计和性能分析。
矢量网络分析仪介绍
矢量网络分析仪介绍矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是现代无线通信领域中不可或缺的测试设备之一，用来测量网络中各个点之间的复数反射系数、传输系数、延迟等特征参数。
它的应用场景非常广泛，包括电磁兼容性测试，毫米波通信测试，天线设计优化，信号测量分析，信号灵敏度研究等。
矢量网络分析仪一般是由频率源，微波信号传输和接收件，数据处理与显示设备组成。
通过矢量网络分析仪可以获得电路中各个测试端口的传输参数，包括S参数，即散射参数。
S参数是指有源器件或无源器件中存在的散射系数，包括反射系数（S11，S22）和传输系数（S21，S12）两种。
反射系数和传输系数是矢量网络分析仪的明星参数，因为它们能够完整地描述某个端口的性能，并可以用它们来计算其他参数，如误差系数、电功率、噪声系数等。
S11反射系数表征能量从端口1反射回同一端口1的程度，S22反射系数则是表征能量从端口2反射回同一端口2的程度。
而S21传输系数则反映了从端口1到端口2的传输效率，S12则反映了从端口2到端口1的传输效率。
除了S参数，矢量网络分析仪还可以进行时域仿真，即测量电路中不同信号随时间的变化情况。
矢量网络分析仪还可以进行功率扫描测试，测试器件的故障情况。
除了传统的基础测试外，矢量网络分析仪还有一些应用领域的拓展。
电磁兼容性测试：电磁兼容性是指不同设备之间共享和保护电磁环境的能力。
矢量网络分析仪可以用于电磁兼容性测试中，测量不同设备之间的干扰和抗干扰能力。
毫米波通信测试：毫米波通信是5G通信的关键技术之一，用于实现高速数据传输。
矢量网络分析仪可以在毫米波波段进行测试，测量毫米波通信信号的传输和反射特性。
天线设计优化：天线是无线通信领域中的关键组件之一，它的性能直接影响到通信质量。
矢量网络分析仪可以测量不同天线设计的反射系数、辐射模式和带宽等特征参数，来实现天线设计的优化。
信号测量分析：在实际应用场景中，矢量网络分析仪可以用于测量和分析信号的特性，如时域特性、频域特性、噪声特性等。
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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， 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。
灵活的矢量调制分析
由于无需外部滤波器、相干载波或者符号定时信 号，因而简化了射频和中频的测量。 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等非标准格式和NADC、 GSM、EDGE、DECT、CDMA等标准格式。 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。网格图、 星座图、矢量图和眼图是分析数字调制信号用的常 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、相位和幅值的误差。
数字调制方法的分类
数字调制与解调
1。为什么要进行数字调制？ 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 4。限制带宽的滤波器技术 5。观察数字调制信号的方法
VSA支持的数字调制格式
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）。
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 Msample/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。
矢量信号分析仪的特点
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，便于有效的进行信息传输。 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； 信号恒定：恒包络调制和非恒包络调制。
调制方案的性能评估：功率效率和带宽 效率。
移动通信中的调制解调技术
移动通信面临的无线信道问题：
内容
8.1 矢量信号分析仪的基本结构 8.2 矢量信号分析仪的工作原理 8.3 数字调制与解调 8.4 主要应用（模拟与数字调制解调等） 8.5 矢量信号分析仪的基本操作 第二次实验 矢量信号分析仪的使用 第八讲 矢量信号分析仪小结
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：
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续4）
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续5）
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续6）
3。数字调制的不同类型
上表列出了按恒包络调制和非恒包络调制的分类； 下表列出了在无线通信和视频中，不同的数字调制类型的应用。
3。数字调制的不同类型（续1）
5。观察数字调制信号的方法（续4）
误差矢量 EVM（Error Vector Magnitude）测 量对于数字调制信号有 极强的洞察力。 从EVM和相关的测量可以 察觉数字调制信号极微 小的变化，而且可以识 别产生这种微小变化的 原因。 EVM的定义如右图所示。
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 拟调制信号的解调、数字调制信号的解调、网格图、 星座图、矢量图、眼图和误差矢量幅度EVM。
高斯滤波器：没有滤波器相当于alpha为无穷大。
4。限制带宽的滤波器技术（续4）
滤波器的带宽效应（以QPSK为例）：没有滤波器相当于alpha为 无穷大。滤波器的alpha为0.75和0.375时，可以平滑发射的波形 并减小所需要的带宽。
5。观察数字调制信号的方法
利用时域图。 利用频域图。 利用星座图。 利用眼图。 利用相位网格图。 误差矢量 EVM （Error Vector Magnitude）测 量。
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）。
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。
基本结构(续2)
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）。
3。数字调制的不同类型（续5）
第二种变种是差分调制，例如：DQPSK和D16QAM。
3。数字调制的不同类型（6）
第三种变种是等包络调制，例如：0.3 GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）的GSM。 在等包络调制中， 载波幅度是不随调 制信号变化的。占 有较大的带宽，属 于功率有效型的调 制类型。
射频电路测试原理
第八讲 矢量信号分析仪(VSA)
leiyh@
参考文献
Agilent仪器说明书＼89441A_矢量信号分析仪＼Complex Meas_5965-8554E ..＼Operators Guide_89400-90038 ..＼Started Guide_89441-90076 ..＼Time and Frequency Domain_5962-9217E ..＼Time Capture_5091-8686E ..＼Digital Modulation_5965-7160E ..＼Design Digital RF Comm System_5091-8687E ..＼EVM Meas_5965-2898E ..＼Phase Noise_5091-7193E ..＼10 steps_Digital Demod_5966-0444E ..＼Data Sheet_5965-5425E
多径，衰落，干扰(自然，人为，ISI)，频率资源有限。
移动通信对调制解调技术的要求：
频谱资源有限 用户终端小 邻道干扰 多径信道传播 高的带宽效率； 高的功率效率，抗非线性失真能力强； 低的带外辐射； 对多径衰落不敏感，抗衰落能力强；
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 成本低，易于实现。
3。数字调制的不同类型（续3）
正交幅度调制：下图是16QAM和32QAM的星座图。目前应用的是 256QAM。256QAM系统使用8个I和8个Q数值。
3。数字调制的不同类型（续4）
数字调制的变种：IQ偏移调制(OQPSK)；差分 调制(DQPSK)；等幅度调制(GMSK)。 第一种变种是Offset QPSK(OQPSK)，主要应用 在蜂窝 CDMA (Code Division Multiple Access)的反向链路中； 在QPSK中，IQ数据流是同步的，会产生180相 移，经滤波限带后所造成的包络起伏最大； 在OQPSK中，IQ数据流是偏移一位的（符号周 期的一半），只可能发生±90的变化，经滤波 限带后所造成的包络起伏小一些。
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？
基本的调制特性（AM、 FM、PM）。
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续1）
极坐标表示法，如下左图所示。不同的调制格式，如下右图所示。
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续2）
数字调制中，调制通常采用I和Q分量表示，如下图所示。
2。信息是如何调制到正交I和Q信号上？（续3） I/Q数字调制中的发射机和接收机方框 图，如下图所示。 在I/Q数字调制中，数字调制的数据点对 应于I/Q平面上的不同的离散的点。这就 是星座图。 I/Q平面上的数据点从一点到另一点，对 应于不同的AM和PM调制。
基本结构(89410A（IF）)
基本结构 (续1)
1.软功能硬键 2.显示屏幕 3.电源开关 4.软盘驱动器 5.外键盘连接器 6.连接到DUT的信号源连 接器（有AY8） 7.外触发连接器 8.探头电源连接器 9.待测信号输入或DUT的 输出 10.显示功能硬键菜单组 11.系统功能硬键菜单组 12.测量功能硬键菜单组 13.REMOTE和LED显示 14.MARKAR硬键菜单组 15.手动调节MARKAR旋钮 键 16.MARKAR/Entry硬键 17.数字量等输入硬键 18.通道2输入连接器
位速率和符号速率：传输信号的带宽取决于符号速率。 符号时钟起到符号定时的作用。
3。数字调制的不同类型（续2）
相移键控：BPSK和QPSK。 下图中QPSK的四个离散状态的相位分别是45度、135度、225度、 315度，每个相位的转变（00，01，10，11）提供了2bit的数据 频移键控：BFSK和MSK。 FSK和MSK产生等包络信号，这对于放大器的功率传输是很重要的。