现代微波测量技术(四)补充汇总
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（2）测试S11或S21 转换到时域分析
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——调谐
（1）首先调试第一个和最后一个腔体，调整调谐螺钉， 使得S11和S22时域响应出现零点，-30-40dB（对数刻 度），且此零点接近t＝0时刻。
（2）调试第二个和倒数第二个腔体，大致零点t＝1/BW （BW为滤波器带宽），注意1、2腔体之间的耦合会轻微 影响第一个腔体调谐。
观测点
ZL ZC ZL ZC
时域反射测量基本原理
时域反射测量基本原理
信号源 取样头
g 0
s 0
g 0 s 0
g 0 s 0
时域反射测量基本原理 时域反射计功能框图
时域反射测量基本原理
时域反射测量基本原理（反射波形）
时域反射测量基本原理（反射波形）
时域反射测量基本原理（开路与短路负载）
时域反射测量－微带线实例2 反射波形与负载阻抗关系见《现代微波与天线测量技术》
传输线 理论推导
多级不连续性分析
传输线 理论推导
TDR测试技术限制： （1）测量结果在空间上的分辨率取决于上升时 间的快慢。 （2）信噪比不高－TDR属宽带检测
网络分析仪是通过频域反傅立叶变换来进行 DUT时域分析。
矢量网络分析仪时域分析原理 （1）截断频率影响（使用加窗）
Βιβλιοθήκη Baidu
矢量网络分析仪时域分析原理
（2）离散取样影响
傅立叶变换用于连续函数，矢量网络分析仪时 域变换则必须使用离散数据，引起时域假响应， 影响测量时间范围。 频域离散——时域周期
周期＝频率步长倒数
矢量网络分析仪时域分析原理
（3）定标和再归一化
为了确保时域变换的值保留其物理意义，还 要进行某种定标和再归一化。
矢量网络分析仪时域分析应用实例
一、滤波器时域调试 二、滤波器反射群延迟调试方法 （综合实例）
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
• Deterministic method used for tuning cavityresonator filters
• Traditional frequencydomain tuning is very difficult: lots of training needed may take 20 to 90 minutes to tune a single filter
• Need VNA with fast sweep speeds and fast timedomain processing
需要简单、快速、高效滤波器调试方法
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
频域
时域S11
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
调谐 耦合
时域测试可以区分各谐振腔、耦合响应 频域对应操作非常困难
（3）返回调谐第一个腔体，尽可能接近零点
（4）继续第三、倒数第三，直至中间腔体调谐完成。
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——耦合
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
频域难以观察
时域失谐
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
时域耦合响应
时域耦合响应
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——准备设置工作
（1）首先开机，参数设置，校准
注意扫频中心频率必须设置为带通滤波器的中心频 率，因为调谐是针对滤波器中心频率，而且扫频跨度约 为2－5倍滤波器带宽。
矢量网络分析仪 时域分析功能
时域、频域分析简要比较
课程前述测试均属频域测试，为稳态正弦信号 扫频测试保证合适速度（频谱仪，矢网）
F () Y ()
直接得到S参数
时域测试使用窄脉冲或阶跃信号－暂态测试。
f (t) y(t) 时域响应
F () Y () 通过变换也可得到
S参数
一段电缆反射频域、时域测试方法响应结果 时域测试结果能给出连接不连续性直观显示。
TDR与 VNA区别联系
矢量网络分析仪时域分析原理
一台高性能矢量网络分析仪具有极快的计算 功能，使用频域内经过误差修正的测试数据可以 计算出被测网络在时域内对阶跃或冲击激励信号 的响应。
H () h(t)
（1）截断频率－测试频段有限 （2）离散取样－扫描频率步进 （3）定标和再归一化－确保时域变换值保留物
矢量网络分析仪时域分析模式 （1）时域低通模式
矢量网络分析仪时域分析模式
（2）时域带通模式 最通用，如滤波器测试，适合限制测量带宽的
器件。只提供冲击响应。 带通反射测量，横轴代表测试端口发出的冲击
到达不连续性处并返回测试端口所需要的时间。 但不能判定不连续性阻抗类型。
矢量网络分析仪时域分析模式
由于数据采样和加窗处理后，时域变换将被窗 函数展宽，数值上也有变化，必须进行再归一化。
矢量网络分析仪时域分析 （1）测量器件频域响应
（2）时域变换（冲击响应或阶跃响应）
（3）时间为横轴显示测量结果 纵轴？
矢量网络分析仪时域分析模式
（1）时域低通模式
包括阶跃响应和冲击响应两种，包含直流分量（外 推得到），相对带通模式具有更好时域分辨率。所包含 信息可得到不连续性阻抗类型。
理意义。
矢量网络分析仪时域分析原理
矢量网络分析仪时域分析原理
（1）截断频率影响
截断效应在时域中会引起波纹，并具有Sa（x）形式。 测试带宽有限降低时域分辨率；截断频率所产生的冲击旁 瓣降低了时域动态范围。
矢量网络分析仪时域分析原理 （1）截断频率影响（使用加窗）
在低通模式下，矢量网络分析仪测量各个离散的正频 率点，并把结果外推到直流分量，并假定负频率响应是正 频率响应的共轭（Hermitian响应）。
时域反射测量基本原理（其它类型负载）
时域反射测量－微带线实例1
TDR
示波器 阶跃信号发生器 电缆
时域反射测量－微带线实例1
时域反射测量－微带线实例1
h(t)总 1
时域反射测量－微带线实例1
ZL ZC 0.018 ZL ZC
Zin
ZC
1 1
51.1
时域反射测量－微带线实例2
时域反射测量（TDR）
时域反射测量：指利用快速阶跃信号发生器 和接收机来进行传输或反射的测量方法。
TDR（时域反射计）是对具有这种测试能力 的示波器的通称。
时域反射测量相当于闭路雷达，对于故障定 位、连接器阻抗变化、有选择地消除不希望的响 应、简化滤波器的调谐等测试中有广泛应用。
时域反射测量基本原理
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——调谐
（1）首先调试第一个和最后一个腔体，调整调谐螺钉， 使得S11和S22时域响应出现零点，-30-40dB（对数刻 度），且此零点接近t＝0时刻。
（2）调试第二个和倒数第二个腔体，大致零点t＝1/BW （BW为滤波器带宽），注意1、2腔体之间的耦合会轻微 影响第一个腔体调谐。
观测点
ZL ZC ZL ZC
时域反射测量基本原理
时域反射测量基本原理
信号源 取样头
g 0
s 0
g 0 s 0
g 0 s 0
时域反射测量基本原理 时域反射计功能框图
时域反射测量基本原理
时域反射测量基本原理（反射波形）
时域反射测量基本原理（反射波形）
时域反射测量基本原理（开路与短路负载）
时域反射测量－微带线实例2 反射波形与负载阻抗关系见《现代微波与天线测量技术》
传输线 理论推导
多级不连续性分析
传输线 理论推导
TDR测试技术限制： （1）测量结果在空间上的分辨率取决于上升时 间的快慢。 （2）信噪比不高－TDR属宽带检测
网络分析仪是通过频域反傅立叶变换来进行 DUT时域分析。
矢量网络分析仪时域分析原理 （1）截断频率影响（使用加窗）
Βιβλιοθήκη Baidu
矢量网络分析仪时域分析原理
（2）离散取样影响
傅立叶变换用于连续函数，矢量网络分析仪时 域变换则必须使用离散数据，引起时域假响应， 影响测量时间范围。 频域离散——时域周期
周期＝频率步长倒数
矢量网络分析仪时域分析原理
（3）定标和再归一化
为了确保时域变换的值保留其物理意义，还 要进行某种定标和再归一化。
矢量网络分析仪时域分析应用实例
一、滤波器时域调试 二、滤波器反射群延迟调试方法 （综合实例）
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
• Deterministic method used for tuning cavityresonator filters
• Traditional frequencydomain tuning is very difficult: lots of training needed may take 20 to 90 minutes to tune a single filter
• Need VNA with fast sweep speeds and fast timedomain processing
需要简单、快速、高效滤波器调试方法
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
频域
时域S11
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
调谐 耦合
时域测试可以区分各谐振腔、耦合响应 频域对应操作非常困难
（3）返回调谐第一个腔体，尽可能接近零点
（4）继续第三、倒数第三，直至中间腔体调谐完成。
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——耦合
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
频域难以观察
时域失谐
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试
时域耦合响应
时域耦合响应
矢量网络分析仪时域分析－滤波器时域调试 调试步骤——准备设置工作
（1）首先开机，参数设置，校准
注意扫频中心频率必须设置为带通滤波器的中心频 率，因为调谐是针对滤波器中心频率，而且扫频跨度约 为2－5倍滤波器带宽。
矢量网络分析仪 时域分析功能
时域、频域分析简要比较
课程前述测试均属频域测试，为稳态正弦信号 扫频测试保证合适速度（频谱仪，矢网）
F () Y ()
直接得到S参数
时域测试使用窄脉冲或阶跃信号－暂态测试。
f (t) y(t) 时域响应
F () Y () 通过变换也可得到
S参数
一段电缆反射频域、时域测试方法响应结果 时域测试结果能给出连接不连续性直观显示。
TDR与 VNA区别联系
矢量网络分析仪时域分析原理
一台高性能矢量网络分析仪具有极快的计算 功能，使用频域内经过误差修正的测试数据可以 计算出被测网络在时域内对阶跃或冲击激励信号 的响应。
H () h(t)
（1）截断频率－测试频段有限 （2）离散取样－扫描频率步进 （3）定标和再归一化－确保时域变换值保留物
矢量网络分析仪时域分析模式 （1）时域低通模式
矢量网络分析仪时域分析模式
（2）时域带通模式 最通用，如滤波器测试，适合限制测量带宽的
器件。只提供冲击响应。 带通反射测量，横轴代表测试端口发出的冲击
到达不连续性处并返回测试端口所需要的时间。 但不能判定不连续性阻抗类型。
矢量网络分析仪时域分析模式
由于数据采样和加窗处理后，时域变换将被窗 函数展宽，数值上也有变化，必须进行再归一化。
矢量网络分析仪时域分析 （1）测量器件频域响应
（2）时域变换（冲击响应或阶跃响应）
（3）时间为横轴显示测量结果 纵轴？
矢量网络分析仪时域分析模式
（1）时域低通模式
包括阶跃响应和冲击响应两种，包含直流分量（外 推得到），相对带通模式具有更好时域分辨率。所包含 信息可得到不连续性阻抗类型。
理意义。
矢量网络分析仪时域分析原理
矢量网络分析仪时域分析原理
（1）截断频率影响
截断效应在时域中会引起波纹，并具有Sa（x）形式。 测试带宽有限降低时域分辨率；截断频率所产生的冲击旁 瓣降低了时域动态范围。
矢量网络分析仪时域分析原理 （1）截断频率影响（使用加窗）
在低通模式下，矢量网络分析仪测量各个离散的正频 率点，并把结果外推到直流分量，并假定负频率响应是正 频率响应的共轭（Hermitian响应）。
时域反射测量基本原理（其它类型负载）
时域反射测量－微带线实例1
TDR
示波器 阶跃信号发生器 电缆
时域反射测量－微带线实例1
时域反射测量－微带线实例1
h(t)总 1
时域反射测量－微带线实例1
ZL ZC 0.018 ZL ZC
Zin
ZC
1 1
51.1
时域反射测量－微带线实例2
时域反射测量（TDR）
时域反射测量：指利用快速阶跃信号发生器 和接收机来进行传输或反射的测量方法。
TDR（时域反射计）是对具有这种测试能力 的示波器的通称。
时域反射测量相当于闭路雷达，对于故障定 位、连接器阻抗变化、有选择地消除不希望的响 应、简化滤波器的调谐等测试中有广泛应用。
时域反射测量基本原理