网络分析仪基本操作介绍

Port 2
Fwd
DUT
信号单方向传输,单向指标测试 port 2 :传输信号接收端 port 2点误差不能通过校准消除 可完成response, one-port 校准 经济性
Port 1
Port 2
Fwd
DUT
Rev
信号双向传输
正向,反向指标同时测试 S 参数一次测试完成 two-port 校准,消除port2 端口误差 精度高
Stop sweep
HP83752B
RFOUT
Stop sweep
Sweep in
8757 SYSTEM INTERFACE
8757D
RA B
85027C
Dut
85025
测试框图(波导桥测试系统)
后面板连线如前图所示
HP83752B
RF OUT
HP8757D
RA B
DUT
测试步骤
❖ 在HP83752B上设置被测件的工作频率、所需输入功率，调制方式（scalar） ❖ 选择通道、测试参数、显示方式（LOG OR SWR)，测试点数 ❖ 校准：A.S11
存盘：[save/recall]menu
谢谢！
接收机
Port 1
反射信号 (A)
正向
输入信号
传输信号 (B)
Port 2
DUT
反向
输出信号
网络分析仪组成
•信号源 •信号分离装置 •接收机 •处理显示单元
ET/ES 测试装置的区别
ET: 传输/反射测试装置
Source
ES: S参数测试装置
Source
Transfer switch
R
A
B
R
A
B
Port 1
网络分析仪测试基础知识
❖传输线基础 ❖反射特性 ❖传输特性 ❖ S 参数 ❖1dB压缩点
RF/MW信号在器件中的传播
入射 反射
透射
Lightwave
RF/MW
网络分析仪测试要讨论的问题
器件性能的描述: 传输特性; 反射特性
器件传输特性/反射特性的指标定义 ? Gain, Phase, Group delay
系统配置
❖ 信号源83752B ❖ 网络分析仪8757D ❖ 功分器11667A ❖ 检波头85025A ❖ IEEE-488.2接口线85022A ❖ 同轴桥85027C ❖ 延长线11679A ❖ 3根BNC电缆 ❖ 校准件85032B
测试框图(同轴桥测试系统）
HP-IB
Sweep out
Pos z blank
❖ 动态范围：100dB ❖ 频率分辨率：1Hz ❖ 功率分辨率：0.01dBm
8753ES射频网络分析仪
简介：
高性能的8753ES射频网 络分析仪能精确测量有源 和无源射频元件的线性和 非线性特性。有一个提供 各种各样幅度和相位测量 的内置50欧或75欧S参数测 试装置。全二端口误差修 正功能提供极高的精度水 准，S参数测试装置则便于 进行正、反向扫频测量， 而无需倒置被测件
反射特性
Reflected
A
=
Incident
R
SWR
S参数 S11,S22
反射系数 ,
反射损耗
阻抗 R+jX, G+jB
输出
B
传输特性
Transmitted
B
Incident = R
增益
S参数 S21,S12
传输系数 T,
群延时 Delay 相位 Phase
S参数的定义
正向
输入
a1 S 11
反射
网络分析仪测量误差
系统误差
由于测试仪表原理或测试设备引起
变化有规律
能够被定量描述
可通过校准消除
随机误差
随时间随机变化
不能通过校准消除
引起随机误差的原因: 设备噪声
测试数据
开关重复性
连接器重复性
飘移误差
校准后仪表性能变化
主要由温度变化造成
通过定期计量消除
系统误差 随机误差 飘移误差
被测件 性能
校准的基本分类
打印测试结果
❖连接GPIB接口的打印机，将图形和光标 值打印出来
❖【SYSTEM],[PRINT],[GRAPH MONO]
HP8720ES矢量网络分析仪
❖ 主要技术指标 ❖ 测试步骤 ❖ 测试结果处理
主要技术指标
❖频率
范围：0.05—20.05GHz 分辨率：1Hz
❖功率
输出功率范围：-70dBm~+5dBm 动态范围：100dB 分辨率：0.01dB 功率扫描范围：20dB
0 dB
传输特性
V 输入
DUT
V 传输
传输系数
插入损耗 (dB) = - 20 Log
T=
VTransmitted = V Incident
V Trans V Inc
= - 20 log
增益 (dB) = 20 Log
V Trans V Inc
= 20 log
完整的器件指标描述
输入
R
反射
A
连接短路器 按【DISPLAY】 [MEAS] 按【CAL】，[SHORT/OPEN],[STORE SHORT],[STORE OPEN] 按【DISPLAY】，[MEAS-MEM] 连接被测件，如果被测件是两端口器件，在输出端连接匹配负载。 B.S21 将检波头连接到桥的输出端口 按【DISPLAY】 [MEAS] 按【CAL】，[THRU],[STORE THRU] 按【DISPLAY】，[MEAS-MEM] 连接被测件，输出端连接检波头。 ❖ 调整仪器的【SCALE】和【REF】，按【CURSOR】读取数值
VSWR, , , Impedance
反射特性
传输特性
影响器件传输/反射特性的因素 ? 工作频率
信号功率
网络分析仪表如何完成测试?
如何让网络分析仪表测得更精确?
如何提高网络分析仪表测试速度?
工作频率; 信号功率
反射特性的参数定义:
反射系数
(电压比值)
=
V反射 V输入
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
目 ❖ 校准件测试：得到测试值，计算误差值 ❖ 存盘：将测试误差及测试状态参数保存 ❖ 通过对被测件测试值进行修正，消除网络分析
仪测试误差，得到被测件修正值
校准对测试结果的影响
CH1 S 21 &M log MAG CH2 MEM log MAG Cor
1 dB/ 1 dB/
Cor
REF 0 dB REF 0 dB
主要技术指标
❖ 频率范围：30kHz~3GHz ❖ 频率分辨率：1Hz ❖ 输出功率：-85dBm~10dBm ❖ 功率分辨率：0.01dB ❖ 系统动态范围：100dB~110dB
PNA系列微波网络分析仪
简介： 微波PNA系列按20、
40、50、67GHz型号将一 流的性能带至微波频率。 将卓越的稳定性和4个接 收机用于TRL/LRM校准时， 微波PNA系列特别适于高 性能微波元件的测量
45MHz~10GHz 5dBm
10~20GHz
3dBm20~40GHz –4dBm
网络分析仪操作方法举例
❖ HP8757D标量网络分析仪 ❖ HP8720ES矢量网络分析仪
HP8757D标量网络分析仪
❖ 系统组成及指标 ❖ 系统配置 ❖ 测试框图 ❖ 测Байду номын сангаас步骤 ❖ 测试数据处理
测试系统组成及指标
1 port、full 2 port等)根据需要选择校准方 式 ❖ 连接被测件 ❖ 调整刻度、读值：[scale]-autoscale [maker]
测试结果处理
打印：[local]-set adress-print port-选择打 印机所接端口 [copy]-mono(打印图) 显示数据： [copy]-list print all mono(打印数据)
Z0 : 传输线特性阻抗 Z1 : 传输线终端负载
反射损耗
(功率比值)
= -20 log(),
=
Emax
Emin
驻波比
Voltage Standing Wave Ratio
VSWR =
Emax Emin
1+ = 1-
全匹配
(ZL = Zo)
0
dB
1
RL VSWR
全反射
(ZL = 开路,短路 )
1
b1
S 11 = Reflected
Incident
S 21 = Transmitted
Incident
=
b1 a1
b
=
2
a1
a1 = 0 Z0
Load
b1 传输
S 21
a2 = 0 a2 = 0
DUT
S 12
传输
b2
DUT
a2 = 0
S-parameters
电压线性值定义
Z0
Load
S 22 = Reflected
8714/8712射频网络分析仪
简介： 8714/8712系列经济型
射频网络分析仪通过提供 在速度、精度、生产率和 低成本方面的最佳结合， 特别适合考虑成本的大批 量生产现场使用。具有高 性能的特点，包括合成信 号源、窄带和宽带检波器、 大屏幕显示器和内部磁盘 驱动器。
主要技术指标
❖ 频率范围：300kHz~1.3GHz(8712ET/ES) 或3GHz(8714ET/ES)
频响校准 (response校准)= 归一化处理(normalization)
简单 只能消除跟踪误差(频响误差) 相当于归一化处理(Datamem,
Data/mem)
矢量校准
需要测试更多校准件 可消除更多误差项目 要求矢量测试能力
SHORT OPEN LOAD
thru thru
校准的过程
❖ 校准件选择（cal kit）:确定标准值 ❖ 校准方法选择（CAL MENU）:确定消除误差项
主要技术指标
❖ 频率范围： 10MHz~20GHz(E8362B)/40GHz(E8363B)/50GHz(E8364B)
❖ 端口数：2
❖ 测量用接收机：4
❖ 动态范围： 10~45MHz 78dB
45MHz~2GHz 94~119dB
2~20GHz 122dB
20~40GHz 110dB
❖ 最大输出功率10~45MHz 2dBm
信号源:HP83752B
❖ 频率范围：10MHz~20GHz ❖ 输出功率：-80dBm~+17dBm
2～20GHz谐波输出-20dBc
❖ 频率分辨率：1Hz ❖ 相位噪声：载频10GHz,offset10kHz,<-75dBc
标量网络分析仪：HP8757D
❖ 频率范围（85025A）:10MHz~18GHz ❖ 动态范围： -50~+16dBm(DC MODE)
3. 1-PORT单端校准
SHORT OPEN LOAD
4. FULL 2-PORT双端校准
SHORT
SHORT
OPEN
OPEN
LOAD
LOAD
DUT
反射测试 消除测试端口所有误差 Directivity Source match Reflection tracking 校准件:
open short load
测试步骤
❖ 设置频率：（start、stop/center、span） ❖ 设置功率：（-70~+5dBm之间） ❖ 选择测试参数：[mea]-(S11、S21、S22、S12)
[format]-(phase、log mag、SWR等) ❖ 校准：[cal]-calibrate menu-(response、s11
Incident
S 12 = Transmitted
Incident
=
b2 a2
b
=
1
a2
a1 = 0 a1 = 0
S 22
反射
输入
b2
反向
a2
网络分析仪组成框图
源
功分器
接收机器信号
(正向测试) R: 输入信号 A: 反射信号 开关 B: 输出信号
定向耦合器 A
R
INCIDENT (R)
B
定向耦合器
thru
DUT
复杂,校准件多次连接 高精度 消除测试中所有误差: Directivity Source, load match Reflection tracking Transmission tracking Crosstalk
常用网络分析仪指标介绍
❖ 8714/8712射频网络分析仪 ❖ 8753ES射频网络分析仪 ❖ PNA系列微波网络分析仪
网络分析仪基础知识及操作介绍
2005.03
网络分析仪课程目录
• 网络分析仪表测试基础知识
❖ 反射特性 ❖ 传输特性 ❖ S 参数 ❖ 网络分析仪组成框图 ❖ 网络分析仪的单端口校准/ 双端口校准
• 常用网络分析仪指标介绍 • 网络分析仪操作方法举例
❖ 标量网络分析仪8757D ❖ 矢量网络分析仪8720ES
two-port 校准 频响校准
校准前
x2
1 START 2 000.000 MHz
2 STOP 6 000.000 MHz
不同的校准方法总结
1. 不校准
DUT
2. 频响校准
thru
DUT
方便 消除频率相应误差 不要求高精度 传输测试=直通 反射测试=短路
5. ENHANCED-RESPONSE
response + S11 1-portCAL 消除传输测试测试中端口误差