網(wǎng)絡(luò)分析儀原理介紹

網(wǎng)絡(luò)分析儀操作根底主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)分析根底知識網(wǎng)絡(luò)分析儀測試技術(shù)及應(yīng)用操作標(biāo)準(zhǔn)及測試本卷須知實際操作1整理ppt光波同射頻信號網(wǎng)絡(luò)分析儀能精確測量入射能量、反射能量和傳輸能量

DUT入射波傳輸波反射波光波射頻和微波信號入射功率反射功率傳輸功率一、網(wǎng)絡(luò)分析根底知識2整理ppt功率傳輸條件高頻，為什么要功率測量？電壓和電流可能隨無損傳輸線的位置改變，但功率仍保持常數(shù)值。在射頻和微波頻率，作為根本量的功率更容易測量，更易了解，更有用。在低頻上，波長非常長，簡單的導(dǎo)線便適于傳導(dǎo)功率在較高頻率上，波長與高頻電路中導(dǎo)體的長度相當(dāng)或者更小，功率傳輸可認(rèn)為是以行波方式進(jìn)行。需要高效率的功率傳送是在較高頻率上使用傳輸線的主要原因之一3整理ppt功率傳輸條件〔續(xù)〕RSRL對于復(fù)數(shù)阻抗，只有當(dāng)負(fù)載阻抗與源阻抗呈現(xiàn)復(fù)數(shù)共軛時〔ZL=ZS*〕才產(chǎn)生最大功率傳輸RL/RS00.20.40.60.811.2012345678910LoadPower(normalized)當(dāng)傳輸線的終端負(fù)載等于其特性阻抗時，傳輸?shù)墓β首畲?當(dāng)負(fù)載阻抗與特性阻抗不相等時，那么未被負(fù)載吸收的那局部信號將被反射回信號源.我們希望傳輸線無損耗傳輸信號功率，傳輸線上只有入射電壓，無反射電壓，而實際上反射總是存在的。因此關(guān)心功率最大傳輸問題4整理ppt當(dāng)傳輸線終端為Z0時iv

Zs=ZoZoV反射波=0(所有輸入功率被負(fù)載吸收)V入射波Zo=傳輸線特性阻抗5整理ppt當(dāng)傳輸線終端為短路與開路時

Zs=ZoV反射波V入射波負(fù)載開路相位同相(0o),短路相位為反向(180o)對于短路和開路二種情況，在傳輸線上都會建立駐波6整理ppt當(dāng)傳輸線終端為25WVreflStandingwavepatternZs=ZoZL=25WVinc7整理ppt相關(guān)概念反射系數(shù)回波損耗駐波比傳輸系數(shù)增益/插入損耗群延時史密斯圓圖8整理ppt反射系數(shù)Γ

反射系數(shù)是反射信號功率與入射信號功率之比。=ZL-ZOZL+OZ=VreflectedVincident=rFG當(dāng)ZL=Z0時，ρ=0；當(dāng)ZL≠Z0時，0＜ρ≤1ZL為負(fù)載阻抗，Z0為傳輸線特性阻抗9整理ppt回波損耗

反射信號低于入射信號的dB數(shù)，是用對數(shù)表示反射系數(shù)的幅度特性的一種方法=rGReturnloss=-20log(r),10整理ppt駐波比

反射除了會使系統(tǒng)中各部件之間傳輸?shù)淖钫_功率減少之外，還會在傳輸線上產(chǎn)生駐波〔兩個相反方向的行波疊加形成〕。

在傳輸線上，信號的最大幅度與最小幅度之比，稱為駐波比。描述負(fù)載匹配特性EmaxEminSWR=EmaxEmin=1+r1-r11整理ppt反射系數(shù)分析￥

dB無反射(ZL=Zo)rRLVSWR01全反射(ZL=open,short)0dB1￥=rGReturnloss=-20log(r),VoltageStandingWaveRatioVSWR=EmaxEmin=1+r1-r=ZL-ZOZL+OZ反射系數(shù)=VreflectedVincident=rFG12整理ppt傳輸線三種狀態(tài)1．

匹配工作狀態(tài)〔行波工作狀態(tài)〕負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗，即ZL=Z0時，Γ=0，RL→∞，SWR=1。傳輸線就處于匹配工作狀態(tài)。特征：沿線只有入射的行波而沒有反射波；入射的能量全為負(fù)載所吸收，故傳輸效率最高；

沿線上任意點的輸入阻抗等于線的特性阻抗而與離負(fù)載距離無關(guān)；沿線電壓和電流的振幅值不變；

13整理ppt傳輸線三種狀態(tài)2.純駐波狀態(tài)

短路：負(fù)載阻抗ZL=0時，Γ=-1，RL=0，SWR→∞。

開路：負(fù)載阻抗ZL=∞，Γ=1，RL=0，SWR→∞3.行駐波狀態(tài)：當(dāng)ZL≠Z0時，Γ＜1,傳輸線上為“局部行波〞狀態(tài)，“局部反射〞狀態(tài)，此時負(fù)載失配，導(dǎo)致傳輸線上出現(xiàn)局部駐波14整理ppt傳輸系數(shù)

傳輸電壓與入射電平之比VTransmittedVIncident傳輸系數(shù)T=VTransmittedVIncidentDUT15整理ppt插入損耗與增益增益(dB)=20LogVTransVInc=20logt插入損耗(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt增益：傳輸電壓的絕對值大于入射電壓的絕對值插入損耗：傳輸電壓的絕對值小于入射電壓的絕對值傳輸系數(shù)的相位局部稱為插入相位16整理ppt群延時

是相位失真的一個有用的度量。是信號通過被測器件的傳輸時間隨頻率變化的量度。群時延可以由對被測器件的相位響應(yīng)隨時間的變化取微分進(jìn)行計算。inradiansinradians/secindegreesfinHertz(w=2pf)fwfGroupDelay(t)g=-dfdw=-1360odfdf*Frequency群延時平均延時totgPhasefDfFrequencyDww群延時波動表示失真平均延時代表信號通過被測器件的平均傳輸時間17整理ppt史密斯圓圖SmithChart

￥?0+R+jX-jX復(fù)數(shù)阻抗平面，無法表示開路.-90o0o180o+-.2.4.6.81.090o￥0Z=ZoL=0GConstantXConstantRSmithchartGLZ=0=±18180O1(short)Z=L=0O1G(open)極坐標(biāo)平面復(fù)數(shù)阻抗平面的正實部局部映射到極坐標(biāo)顯示上，得史密斯圓圖。所有電抗值和正電阻值均在外圓內(nèi)能讀反射系數(shù)，但不能直接顯示讀取阻抗值分析18整理ppt二、網(wǎng)絡(luò)分析儀測試技術(shù)及應(yīng)用19整理ppt網(wǎng)絡(luò)分析儀簡介網(wǎng)絡(luò)分析：是通過測量網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端對頻率掃描和功率掃描測試信號的幅度與相位的影響，來精確表征線性系統(tǒng)特性的一種方法。網(wǎng)絡(luò)分析儀：網(wǎng)絡(luò)分析儀能精確地測量入射波、反射波、傳輸波中的幅度和相位信息，通過比值測量法定量描述被測器件的反射和傳輸特性。比值測量法可以使我們在進(jìn)行反射和傳輸測量時不會受到絕對功率和源功率隨頻率變化產(chǎn)生的影響。20整理ppt測量需求檢查復(fù)雜RF系統(tǒng)各個組件特性確保傳輸信號無失真線性失真：幅度、恒定群延時非線性失真：諧波、互調(diào)、壓縮確保良好匹配，功率最大傳輸網(wǎng)絡(luò)分析儀測試應(yīng)用：

無源：雙工器、功分器、耦合器、合路器、濾波器、隔離器、環(huán)行器、衰減器、天線、適配器、電纜、波導(dǎo)、傳輸線等有源：放大器、混頻器、取樣器等21整理ppt網(wǎng)絡(luò)分析儀分類矢網(wǎng)(Vectornetwork)：能測量和顯示電氣網(wǎng)絡(luò)和整體幅度和相位特性。包括：S參數(shù)、幅度和相位、駐波比、插入損耗/增益、群延時、回波損耗、復(fù)數(shù)阻抗等標(biāo)網(wǎng)(Scalarnetwork)：只能測量S參數(shù)的幅度局部，測量結(jié)果包括：傳輸損耗/增益、回波損耗和駐波比、反向隔離度等22整理pptS參數(shù)測量

S11=ReflectedIncident=b1a1a2=0S21=TransmittedIncident=b2a1a2=0S22=ReflectedIncident=b2a2a1=0S12=TransmittedIncident=b1a2a1=0IncidentTransmittedS21S11Reflectedb1a1b2Z0Loada2=0DUTForwardIncidentTransmittedS12S22Reflectedb2a2ba1=0DUTZ0LoadReverse1Z0為系統(tǒng)特性阻抗，設(shè)置：CALmoreCALSystemZ0Port1Port223整理ppt測試誤差分析測量系統(tǒng)存在誤差：系統(tǒng)誤差：是由測試設(shè)備和測量裝置的不完善所引起隨機誤差：以隨機方式隨時間而變，不可通過校準(zhǔn)來消除。主要影響：噪聲、開關(guān)重復(fù)性、連接重復(fù)性。漂移誤差：頻率漂移、溫度漂移24整理ppt網(wǎng)絡(luò)分析儀系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差為主要誤差，可通過校準(zhǔn)消除。存在6種類型12個誤差項：與信號泄漏有關(guān)的方向誤差和串?dāng)_誤差與反射有關(guān)的源失匹配和負(fù)載阻抗失配；由反射和傳輸跟蹤引起的頻率響應(yīng)誤差25整理ppt誤差修正網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量準(zhǔn)確度受外部因素的影響較大。誤差修正是提高測量準(zhǔn)確度的過程。誤差修正是對校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，將這些測量結(jié)果貯存到分析儀的存儲器內(nèi)，利用這些數(shù)據(jù)來計算誤差模型。然后，利用誤差模型從后續(xù)測量中去除系統(tǒng)誤差的影響。

26整理ppt誤差修正〔續(xù)〕誤差修正只對特定的鼓勵狀態(tài)有效。當(dāng)更改儀器的以下設(shè)置，將使誤差修正無效或降低：頻率范圍、系統(tǒng)帶寬、輸出功率、掃描點數(shù)、掃描類型、掃描時間誤差修正有效判斷：C或C？或Cor或Cor?27整理ppt校準(zhǔn)單端口校準(zhǔn)：單端口校準(zhǔn)能測量并消除反射測量中的三項系統(tǒng)誤差〔方向性、源匹配、頻率響應(yīng)〕：反射特性校準(zhǔn)〔常用校準(zhǔn)件：開路、短路、負(fù)載〕傳輸特性校準(zhǔn)〔常用校準(zhǔn)件：直通連接器〕雙端口校準(zhǔn)：能消除所有主要的系統(tǒng)誤差源28整理ppt小結(jié)傳輸特性測量

S21參數(shù)或S12參數(shù),如測量插損、傳輸時延反射特性測量

S11參數(shù)或S22參數(shù)，如測量駐波比、回波損耗單端口校準(zhǔn)反射誤差修正、傳輸誤差修正雙端口校準(zhǔn)反射誤差修正+傳輸誤差修正29整理ppt根本測量實例

以HP8753D為例連接電纜，確定校準(zhǔn)面〔與待測試面保持一致〕Preset---設(shè)置頻率范圍〔center、span〕---設(shè)置源功率大小〔menu---power---0dBm---sourceon/off〕---設(shè)置測量參數(shù)〔測量點數(shù)、中頻帶寬〕Chan1---S11〔或S22〕---Cal---CalKit---SelectCalKit---Calibrationmenu---S11(或S22)1-Port---連接Open、Short、Load于Port1(或Port2)端口---Done1-PortCal---出現(xiàn)CorChan2---S21〔或S12〕---Cal---Calibrationmenu---response---使用直通頭連接---Thru---出現(xiàn)CorDisplaydual---dualchanon連接待測品Scale---顯示刻度---顯示位置Marke讀數(shù)---markesearch---searchMax輸出測量結(jié)果Copy---Printmonochrome30整理ppt1、儀器通電前檢查及要求儀器交流供電的電源線使用三芯電源線，并檢查儀器后面板電源轉(zhuǎn)換開關(guān)是否置于230V檔確保儀器良好接地操作人員佩帶防靜電腕帶，身著防靜電服接打印機三、操作操作標(biāo)準(zhǔn)31整理ppt2、測試產(chǎn)品前儀器檢查傳輸特性檢查：將網(wǎng)絡(luò)分析儀復(fù)位后，用用一根低損耗的電纜將儀器二端口連接，網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置為S21參數(shù)〔或S12參數(shù)〕測量，頻率為全頻段，源電平輸出0dBm，測試其在全頻段范圍內(nèi)傳輸損耗值，假設(shè)其損耗值≤±1dB，那么儀器傳輸特性正?！沧⒉豢芍蓖ㄐ?zhǔn),無C或Cor標(biāo)識〕解釋：傳輸系數(shù)1，插損032整理ppt反射特性檢查：網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置為S11參數(shù)〔或S22參數(shù)〕測量，頻率為10MHz~3000MHz，源電平輸出0dBm。在儀器Port1口〔或Port2口〕接一標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載測試其回波損耗，假設(shè)回波損耗≤-30dB，那么儀器反射特性正常；或?qū)x器Port1口〔或Port2口〕空接，觀察其回波損耗值〔開路、反射系數(shù)為1〕，假設(shè)回波損耗在±1dB范圍內(nèi)，那么儀器反射特性正常解釋：反射系數(shù)1，回波損耗033整理ppt檢查結(jié)果處理假設(shè)網(wǎng)絡(luò)分析儀的傳輸特性和反射特性的檢查均正常，需在日校驗記錄或日維護(hù)卡上記錄，然后使用；假設(shè)檢查發(fā)現(xiàn)異常，立即通知本部門儀器管理人員和質(zhì)管部儀校室人員對儀器進(jìn)行檢查分析，并停止使用儀器。34整理ppt3、校準(zhǔn)件及配件檢查

網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試準(zhǔn)確度受外界因素影響較大，在測試前需要對校準(zhǔn)套件、測試電纜、接頭、連接器等進(jìn)行檢查。檢查對象主要為校準(zhǔn)負(fù)載和測試電纜?？芍苯咏佑诰W(wǎng)絡(luò)分析儀的端口對其進(jìn)行測試，或使用Smith圓圖進(jìn)行性能檢查。35整理ppt4、對儀器進(jìn)行保護(hù)為防止雙工產(chǎn)品反向信號對網(wǎng)絡(luò)分析儀造成損壞，必須在測試雙工產(chǎn)品上行支路駐波比時斷開其下行電纜，測試下行支路駐波比時斷開其上行電纜〔在測試前斷開雙工器上電纜〕；在測試低噪放或其它模塊產(chǎn)品的駐波比時，必須先將輸出端接上負(fù)載進(jìn)行屏蔽(并匹配)，以防信號串撓或泄露造成產(chǎn)品自激。當(dāng)測試產(chǎn)品輸出功率超過5W時，需在輸出端接一大功率衰減器，并串接負(fù)載。36整理ppt4、對儀器進(jìn)行保護(hù)(續(xù))當(dāng)測試時延時，需在網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入口和輸出口均需串接適宜的衰減器〔衰減器對時延影響非常小，只有幾納秒。例如測試ALC功率為40dBm的產(chǎn)品，可在儀器Port1和Port2口分別串接1個40dB的衰減器〕。在將待測產(chǎn)品與儀器連接之前，先將待測產(chǎn)品可靠接地。37整理ppt5、合理設(shè)置參數(shù)進(jìn)行測試選擇測量S參數(shù)、對應(yīng)測量通道；先設(shè)置儀器頻率范圍、源功率大小、系統(tǒng)中頻帶寬、掃描點數(shù)和掃描類型；設(shè)置系統(tǒng)阻抗為50歐，測試面與校準(zhǔn)面保持一致；然后再使用標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)件對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)，假設(shè)在儀器校準(zhǔn)后更改上述參數(shù)，那么校準(zhǔn)無效，需重新進(jìn)行校準(zhǔn)；在產(chǎn)品測試過程中出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止使用儀器，并通知相關(guān)人員進(jìn)行檢查處理。38整理ppt6、測試結(jié)果處理Maker讀數(shù)/限制線判定SAVE/HardCopy打印例：8714ET測試圖形存盤:Hardcopy--selectcopyport--filegif或filepcx---select---priormenu---start8753D測試圖形存盤39整理ppt四、操作本卷須知儀器對靜電很敏感，操作人員必須佩帶防靜電手腕，身著防靜電服儀器要良好接地；待測產(chǎn)品在連接前良好接地；注意對校準(zhǔn)件及連接接頭的維護(hù)〔使用正確連接方法及清潔、檢查〕，以免引入測試誤差儀器四周，特別是散熱口與其它物體須保持10cm距離來散熱40整理ppt操作本卷須知〔續(xù)〕為了保證儀器測量準(zhǔn)確度，不接入待測產(chǎn)品，在使用前預(yù)熱半小時以上在將網(wǎng)絡(luò)分析儀與待測產(chǎn)品連接時，保證先將待測產(chǎn)品接地，再接電源線及連接；在產(chǎn)品測試完成后，先將儀器與待測品連接斷開，再斷開電源連接，然后將地線與待測品連接斷開41整理ppt操作本卷須知〔續(xù)〕為防止雙工產(chǎn)品反