矢量网络分析仪的原理及测试方法课件
矢量网络分析仪的原理及测试方法[专业知识]
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入射波 (Ein)
Ein
傳輸波 (Etr)
Eref
器件网絡电路
反射波 (Eref) Etr
行业相关
3
网絡分析仪原理
（Ex.：Network Analyzer with5Hz to 500MHz）
输入功能块 （×ｎ 通道）
处理器功能块
Sampler
820kHz B.P.F
20kHz L.P.F AMP
O
綫圈
O
电容器
O
O
傳輸綫 O
O
O
O
电纜綫 O
O
O
O
分配器 O
O
天綫
OOOO
磁头 O
O
O
放大器 O O O O O
OO
變压器 O
O
頻率轉換器
O
各種功能模块 O O O O O O O O O
行业相关
6
网絡分析仪原理
矢量网絡分析參數
傳輸 * 幅度響應 * 衰減／增益 * 相位響應 * 群延時 * 前向／反向傳輸
矢量网络分析仪的原理及测试方法
深圳市南方行联业合相关实业有限公司
1
什麼是网絡分析仪的分析對象?
通信
多媒体
Communication
Computer
Neo-Audio Visual
集成电路芯片
电子元器件
High-frequency device
行业相关
电池
2
网絡分析仪原理
器件网絡分析方法
通過每個工作頻點的掃描去測量信号傳輸和反射的幅度与相位變化量 值．
高頻器件
RF Filter
RF AMP
RF Filter IF Filter
网络分析仪工作原理及使用要点
网络分析仪工作原理及使用要点本文简要介绍41所生产的AV362O矢量网络分析的测量基本工作原理以及正确使用矢量网络分析测量电缆传输及反射性能的注意事项。
1.DUT对射频信号的响应矢量网络分析仪信号源产生一测试信号，当测试信号通过待测件时，一部分信号被反射，另一部分则被传输。
图１说明了测试信号通过被测器件（DUT）后的响应。
图１DUT 对信号的响应2.整机原理：矢量网络分析仪用于测量器件和网络的反射特性和传输特性，主要包括合成信号源、S 参数测试装置、幅相接收机和显示部分。
合成信号源产生30k～6GHz的信号，此信号与幅相接收机中心频率实现同步扫描；S参数测试装置用于分离被测件的入射信号R、反射信号A 和传输信号B；幅相接收机将射频信号转换成频率固定的中频信号，为了真实测量出被测网络的幅度特性、相位特性，要求在频率变换过程中，被测信号幅度信息和相位信息都不能丢失，因此必须采用系统锁相技术；显示部分将测量结果以各种形式显示出来。
其原理框图如图２所示：图２矢量网络分析仪整机原理框图矢量网络分析内置合成信号源产生30k～6GHz的信号，经过S参数测试装置分成两路，一路作为参考信号R，另一路作为激励信号，激励信号经过被测件后产生反射信号A和传输信号B，由S参数测试装置进行分离，R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频，产生4kHz的中频信号，由于采用系统锁相技术，合成扫频信号源和幅相接收机同在一个锁相环路中，共用同一时基，因此被测网络的幅度信息和相位信息包含在4kHz的中频信号中，此中频信号经过A/D模拟数字变换器转换为数字信号，嵌入式计算机和数字信号处理器（DSP）从数字信号中提取被测网络的幅度信息和相位信息，通过比值运算求出被测网络的S参数，最后把测试结果以图形或数据的形式显示在液晶屏幕上。
◆合成信号源：由3～6GHz YIG振荡器、3.8GHz介质振荡器、源模块组件、时钟参考和小数环组成。
◆测试装置：由定向耦合器和开关构成，用于分离反射信号和入射信号。
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。
5-微波矢量网络分析仪原理详解
第五章矢量网络分析仪的原理5.1 引言微波矢量网络分析仪是对微波网络参数进行全面测量的一种装置。
其早期产品是阻抗图示仪，随着扫频信号源和取样混频器技术上的突破，微波网络分析仪得到了迅速发展。
但其出现初期一段相当长的时间内一直处于手动状态。
直到20世纪60年代，将计算机应用于测量技术，才出现了全自动的网络分析仪---自动网络分析仪。
自动矢量网络分析仪是一种多功能的测量装置，它既能测量反射参数和传输参数，也能自动转换为其他需要的参数；既能测量无源网络，也能测量有源网络；既能点频测量，也能扫频测量；既能手动也能自动；既能荧光屏显示也能保存数据或打印输出。
它是当前较为成熟而全面的一种微波网络参数测量仪器。
微波元器件性能的描述，一般采用散射参数，如双口网络有S11、S21、S12和S22四个参数，它们通常都是复量。
而网络分析仪正是直接测量这些参数的一种仪器，又能方便地转换为其它多种形式的特性参数。
因此网络分析仪大大扩展了微波测量的功能和提高了工作效率。
由于自动网络分析仪采用点频步进式“扫频”测量，因而能逐点修正误差，使扫频测量精确度达到甚至超过手动测量的水平。
因此，自动网络分析仪既能实现高速、宽频带测量，又能达到一般标准计量设备的精确度。
5.2 微波矢量网络分析仪组成与测量原理将微波标量网络分析仪的检波器和比值计改为幅相接收机便组成微波网络分析仪。
其测量原理如下。
5.2-1 幅相接收机框图幅相接收机的方案很多，有外差混频式，取样变频式，单边带式和调制副载波式等。
这里介绍取样变频式幅相接收机的基本原理。
幅相接收机的方框图示于图5.2-1。
由定向耦合器取样的入射波和反射波，分别送入幅相接收机的参考通道和测试通道。
经取样变频器向下变换到恒定不变的中频f IF(20.278MHz)，再经过第二混频器，变换到低频(278kHz)，得到待显示信号。
要求频率变换过程是线性的，即不能改变原来微波信号的相位信息和振幅信息。
(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。
矢网分析仪原理解析
矢网分析仪原理解析目录一、矢网分析仪概述 (2)1. 定义与功能介绍 (2)2. 常见应用场景 (4)3. 发展历程及现状 (5)二、矢网分析仪基本原理 (6)1. 信号传输与接收原理 (8)2. 信号分析与处理技术 (9)3. 矢量调制与解调原理 (10)三、矢网分析仪主要组成部分 (12)1. 信号输入与输出模块 (13)2. 信号处理与分析模块 (14)3. 控制与显示模块 (16)四、矢网分析仪工作流程解析 (17)1. 信号接收与处理流程 (18)2. 数据分析与处理流程 (19)3. 结果展示与输出流程 (20)五、矢网分析仪关键技术探讨 (21)1. 矢量校准技术 (22)2. 动态范围与灵敏度技术 (24)3. 实时分析处理技术 (25)六、矢网分析仪应用实例分析 (26)1. 通信系统测试应用实例 (27)2. 雷达系统测试应用实例 (28)3. 电子对抗应用实例 (30)七、矢网分析仪发展趋势与展望 (31)1. 技术发展趋势分析 (32)2. 市场发展与应用前景展望 (34)八、实验与操作指导 (35)1. 实验环境与设备介绍 (36)2. 实验操作流程介绍 (37)3. 实验数据处理与分析方法介绍 (38)九、常见问题与解决方案 (39)1. 常见故障类型及排查方法介绍 (39)2. 常见误差来源及校正方法介绍 (40)3. 用户操作注意事项及维护保养建议 (41)一、矢网分析仪概述矢网分析仪，又称为网络分析仪或微波网络分析仪，是一种用于测量和模拟复杂电磁波信号的强大工具。
它结合了频谱分析、网络分析和信号分析的功能，广泛应用于雷达、通信、电子对抗、航空航天等领域。
矢网分析仪的基本工作原理是通过发送和接收信号，测量信号的幅度、相位、频率等参数，以及信号在传输过程中的衰减、反射、传输损耗等特性。
通过对这些参数的分析，可以评估系统的性能，优化设计方案，提高系统的可靠性和稳定性。
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。
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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
矢量网络分析仪基础知识及S参数测量
矢量网络分析仪根底知识及S参数测量§1 根本知识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，它上面假设装有两个同轴连接器那么称为两端口网络。
注意：这儿的网络与计算机网络并不是一回事，计算机网络是比拟复杂的多端〔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ZL。
因为只有一个口，总是接在zui后又称终端负载。
zui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、S11〕更方便些。
2．两端口网络 zui常见、zui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S11、S21、S12、S22。
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zui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，普及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。
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*
电纜綫
* 功分器
*5
振蕩器
网絡分析仪原理
被測器件應用 vs 測量功能
幅度特性 相位特性 延時特性 电平特性 回波損耗 駐波比 阻抗圓圖 极坐标圖 正交阻抗
濾波器 O O O
OOOO
諧振器 O O
OO
O
O
延迟綫 O
O
綫圈
O
电容器
O
O
傳輸綫 O
O
O
O
电纜綫 O
O
O
O
分配器 O
O
天綫
OOOO
磁头 O
O
Ein
入射波 (Ein)
反射波 (Eref)
器件网絡电路
傳輸波 (Etr) Eref
Etr
3
输入功能块
网絡分析仪原理
（×ｎ 通道）
（Ex.：Network Analyzer with5Hz to
500MHz）
处理器功能块
Sampler
820kHz B.P.F 20kHz L.P.F AMP
820k～ 500.82MHz
O
放大器 O O O O O
OO
變压器 O
O
頻率轉換器
O
各種功能模块 O O O O O O O O O
6
网絡分析仪原理
矢量网絡分析參數
傳輸
* 幅度響應 反射系數
* 衰減／增益 抗
* 相位響應 導納
* 群延時 电压駐波比
反射
*
*阻
*
*
7
网絡分析仪原理
S – 參數（散射矩陣）
a1
前向測量
b1 பைடு நூலகம் *1
－駐波比电橋
潛伏的誤差
* 相對於溫度 / 時間的漂移 * 信号源 / 接收器的內部噪 声 * 連接器的重复性
通過仪器的校正過程能最大的減小系統誤差的不確定度.
10
网絡分析仪原理
數據較准
僅做頻率跟踪誤差較正
做幅度方面的頻率特性較正．執行過程簡單，但由於多路反射的原因， 選擇 2 端口全校正能做到更准確的測量．
RF Filter
VCO
VCO
TCXO
VCO
DATA CONT.
MEMORY
SUB CPU
LCD MODULE KEY BOARD
PA
Power Amp RF Filter
MOD
CODE
Microphone
15
网絡分析仪做元器件測試的系統配置
測試方案
VHF band
Semi-microwave
band
800kHz
DSP A/D CPU
Displa y
812.621MHz
812.62～
811.8MHz
1312.62MHz
X’TAL
输出功能块
ATT
ATT
5～500MHz
4
网絡分析仪原理
器件測量應用範圍
* 濾波器
(晶体／电感电容／陶瓷／介貭／声表面波)
* 双工器
*
放大器
* 隔離器
*
負載，終端器
* 环路器
S21
S11
S22
S12
被測器件
S11 S12 SS11= a1 + S12 a2
S21 S22
b2 b*
2 反向測量
a2
b1 =
8
b2 =
网絡分析仪原理
阻抗參數
Z= 件的复數阻抗
1+r
Z : 被測
阻抗Z =
1–r R + jX
1 R w=CsRs
Zo : 特性
1 = G + jB
wLs = -Z
Microwave Mili-wave
band
band
网絡分析仪 做生產綫測試
工位測試
貭檢測試
高產量 低成本 高可靠性
頻率帶寬
网絡分析仪 做產品開發測試
高精度 高性能
進一步各種應用測試
自動設备系統測試
•高頻夾具技術 •自動分選處理裝置
16
需小的曲綫 噪声作諧振 頻率測量
晶体諧振器測量應用
需低的噪声电 平做反諧振頻 率測量
1 Rp
X=
1
Y=
wLp
G=
阻抗复數單位能用數學描述分成实部和虛部，或者幅度和相位兩部分，為了
簡化复數阻抗的解讀，我們採用了實密斯阻抗圓图來分解讀出． B = 9
网絡分析仪原理
誤差
系統誤差
(具有重复性的) * 信号源匹配
－由於信号源,电橋,耦合器,功分 器 * 負載匹配
－由於被測件 * 頻率響應
－連接綫損耗,电橋 * 定向性
反射特性： 在每個端口得到開路／短路／負載的較正數據．每個標准 器具應有与直通器相同的电子長度去消除电長誤差．
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
等效电路常數分析
a. 4 元素
L1
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
高頻器件
VHF NA
RF NA (R3765/R3767CG)
RF Filter RF Filter IF Filter
RF
ANT
AMP
RF AMP
DEM
MAIN CPU
SPEAKER
DPX
Duplexer
RX SYNTHE
RX SYNTHE
RBW 优化測量
17
SUCCESS
THANK YOU
2019/9/4
SUCCESS
THANK YOU
2019/9/4
晶体諧振器的諧振頻率測量实例
(曲綫噪声的改善)
0.02dB (傳統型仪器)
RBW 10kHz
0.01dB (R3754) RBW 10kHz
|Z|
|Z|
20
晶体諧振器等效电路常數的分析應用功能
RF IN S11M
定向性
信号源1匹配
頻率E跟D 踪
Es S11A
S11M: 測E量R 數據 (在校正前)
S11A: 真正數據
S11AER 1 – ES S11A
ED: ES: ER:
12
2 端口全校正
* 定向性 * 信号源匹配 * 負載匹配 * 傳輸跟踪 * 補償反射跟踪 * 高精度校正2端口器件的所有 S 參數 - 需用 開路／短路／負載／直通 4種標准校正器具
＊傳輸測量 當移去被測件后，使用一個直通標准器去校正頻率特 性誤差包括連接綫和連接器．
＊反射測量 －開路或短路標准器具必須被選用． －當使用開路標准器時，執行 NORMALIZE (THRU)功能． －當使用短路標准器時，執行 NORMALIZE (SHORT)功能．
11
１端口全校正
做反射測量時的定向性，信号源匹配和頻率跟踪的誤差校正． 用於１端口器件或帶有終端器的２端口器件的精度反射測量． 需用三種標准校正器具，開路器，短路器和負載器． 測量端口： 當連接開路，短路和負載器時在每個端口獲得校正數據．
矢量网络分析仪的原理及测试方法
深圳市南方联合实业有限公司
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什麼是网絡分析仪的分析對象?
通信
多媒体
Communication
Computer
Neo-Audio Visual
集成电路芯片
电子元器件
High-frequency device
电池
2
网絡分析仪原理
器件网絡分析方法
通過每個工作頻點的掃描去測量信号傳輸和反射的幅度与相位變化量 值．