RF讲义-网络分析仪与频谱分析仪基础培训

DUT
S 12
S 22
反射
入射
b2
Reverse
a2
各个S参数与 一般测量参数是一一等效的
S11 = 前向反射系数 (input match) S22 = 反向反射系数 (output match) S21 = 前向传输系数 (gain or loss) S12 = 反向传输系数 (isolation)
矢量网络分析仪基础培训
Yan.Xin 2003/12/03
矢量网络分析仪是测试高频器件性能的最常用的测试仪器。常用来测试下列器件
High
I集成度
双工器Duplexers or Diplexers
滤波器Filters
耦合器Couplers
分路器Splitters, dividers 合路器Combiners 隔离器Isolators 环形器Circulators 衰减器Attenuators 同轴电缆Cables
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
功率Return loss = -20 log(r),r = G
Emax 电压驻波比
Emin
VSWR =
Emax Emin
1+r = 1-r
No reflection (ZL = Zo)
0
dB
1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
r
RL VSWR
Full reflection (ZL = open, short)
Reflection Coefficient
G, r
Return Loss
透射信号
B
透射
透射信号 入射信号
B =R
Gain
S-Parameters S21, S12
Transmission
Coefficient T,t
Insertion Loss
反射参数
G r 电压反射系
数
=
Vreflected Vincident
a1
入射
Forward
S 11
反射
b1
S 21
传输or透射
b2
DUT
a2 = 0
Z0
Load
S 11 =
反射 入射
S 21
透射
= I入射
=
b1 a1
b
=
2
a1
a2 = 0 a2 = 0
S 22 =
反射 入射
S 12
=
透射 入射
=
b2 a2
b
=
1
a2
a1 = 0 a1 = 0
Z0
Load
a1 = 0
b 1 传输or透射
我们习惯用取对数后的形式来表示S参 数，即以dB形式来表示
测量中存在的三种误差
系统误差：可以通过对仪器进行校准来减小此误差
随机误差 漂移误差
Measured Data
Errors:
SYSTEMATIC RANDOM DRIFT
Unknown Device
测量中主要使用两种连接器或转 接头
N型 (Male)阳头
1-port 校准 (用于反射参数测量)SHORT
OPEN
LOAD
Full 2-port （全端口）校准 (准确度最高，用于正式测试) SHORT
SHORT
OPEN
OPEN
LOAD
LOAD
thru
RESPONSE”校准操作步骤
Full 2-port （全端口）校准操作步骤
校准效果简单检查与判别
Uncorrected
Cor
x2
1 START 2 000.000 MHz
2 STOP 6 000.000 MHz
频谱分析仪使用基础培训
频谱仪和网络分析仪最主要的区别
.
Amplitude Ratio Amplitude
8563A SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
什么叫频谱分析?
8563A
SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
软功能菜 单键
Angilent公司频谱仪前面板功能区分布
主功能键 (Frequency, Amplitude,
Span)
8563A
SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
RF 输入
1：校准完成后，首先不接任何转接头和器件，矢网显示的 S11和S22值在校准频段内应该为接近于0的一个负值； 否则说明校准不好
2：其次接标准50欧负载到两端口，矢网显示的S11和 S22值在校准频段内应该为小于-40dB的一个值； 否则说明校准不好
3：第三步可在两端口间接另一双阴转接头（最好不是 校准时所用的那个），矢网显示的 S21， S12值在校准频段内应该为接近于0的一个负值； S11,S22值在校准频段内应该小于-40dB 否则说明校准不好
1
0 dB
传输参数
V 入射
DUT
V 传输or透射
传输系数
T=
V Transmitted V Incident
= t
（功率）插损 (dB)
V
= - 20 Log
Trans
V Inc
= - 20 log t
V
增益 (dB) = 20 Log
Trans
V Inc
= 20 log t
由于一些原因，我们一般测量器件的S参数
Response校准和Two-Port 全端口校准测试结果对 比
测试一滤波器的插损
CH1 S 21 &M log MAG CH2 MEM log MAG
1 dB/ 1 dB/
REF 0 dB REF 0 dB
Cor
After two-port calibration
After response calibration
数字键盘
控制功能键 (RBW, sweep time,
VBW)
8563A
SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
频率范围：中心频率+SPAN 精确度: Frequency & Amplitude 分辨率:RBW;VBW 动态范围
频谱仪测试基本设置
1：频率和幅度校准：一般不用自己校准，工程师已经校好
N型转接头 SMA转接头
(Male)阳头
（Female）阴头
校准合中一般也有两种规格的校准件 ：N型(M 和F);SMA型（M和F）
在校准时一定要根据校准件的规格 来选择相应的校准菜单
根据准确度的不同，有几种校准类型
“RESPONSE”校准（准确度较差，但是校准过程简单） 用一双阴头
thru thru
对器件性能 进行测量
Frequency
Network analyzers:
measure components, devices, circuits, sub-assemblies
Frequency
测量未知信 号（与示波 器有些相似
）
Spectrum analyzers:
measure signal amplitude characteristics carrier level, sidebands, harmonics...)
使用时的注意事项
1 测试时尽量不要将信号源输出信号功率调到+10dBm以上， 如果需要输出大信号请加驱动功放；
2 测试功放等放大电路或模块时，为防止过大的反射信号烧坏 信号源，最好在信号源输出口加一隔离器进行保护；
（Female）阴头
注意：在使用中，N型头可以直接用手拧，而SMA头必须使用力矩扳手；两者拧接时皆为旋拧阳头， 电缆接头一般为阳头；不按此操作易损伤接头和减少其寿命
SMA型 (Male)阳头
（Female）阴头
注意：在使用中，N型头可以直接用手拧，而SMA头必须使用力矩扳手；两者拧接时皆为旋拧阳头， 电缆接头一般为阳头；不按此操作易损伤接头和减少其寿命
2：中心频率和SPAN设置
3：分辨率带宽（RBW)与VBW设置以及扫描时间设置 一般来说，RBW越小，频谱分辨度越高，测试越精
确但扫描时间越长，测试效率越低。 一般设置3RBW=VBW
4:在IMD测试中要确认排除频谱仪本身的互调产物影响 测试结果 注意：输入信号功率大小不要超过+30dBm;不可输入直流 信号，在测试有源信号时必须加“DC Block”隔直电容
天线Antennas 开关Switches
无源
器件类型
收发信机 Transceivers 低噪放LNA 功放PA
有源
Low
RF微波信号的特性与光有相似性
入射光
透射光
反射光
入射波 反射波
光
待测件DUT
RF
投射波
高频器件的主要特征参数
入射信号
R
反射信号
A
反射
反射信号
A
入射信号 = R
SWR
S-Parameters S11, S22
信号源基础培训
信号源使用前的基本设置
1.频率和幅度校准工作：已经由工程师完成，所以不需要大家 再校；
2.按“Frequency”键后利用数字键设定信号源到测试所用频率， 此前应该确认“RF Power”处于“OFF”状态；
3.按“Amplitude”键后利用数字键设定信号源到较小功率， 如-60dBm;此时“RF Power”处于“OFF”状态