網(wǎng)絡分析儀維修是測量網(wǎng)絡參數(shù)的一種新型儀器,可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡的復數(shù)散射參數(shù);
并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。
自動網(wǎng)絡分析儀能對測量結果逐點進行誤差修正,并換算出其他幾十種網(wǎng)絡參數(shù);
如輸入反射系數(shù)、輸出反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗(或導納)、衰減(或增益)、相移和群延時等傳輸參數(shù)以及隔離度和定向度等。
矢量網(wǎng)絡分析儀維修,它本身自帶了一個信號發(fā)生器,可以對一個頻段進行頻率掃描. 如果是單端口測量的話;
將激勵信號加在端口上,通過測量反射回來信號的幅度和網(wǎng)絡分析儀(5張)相位,就可以判斷出阻抗或者反射情況。
而對于雙端口測量,則還可以測量傳輸參數(shù)。
由于受分布參數(shù)等影響明顯,所以網(wǎng)絡分析儀使用之前必須進行校準。
網(wǎng)絡分析儀校準是在四端口微波反射計(見駐波與反射測量)的基礎上發(fā)展起來的。
在60年代中期實現(xiàn)自動化,利用計算機按一定誤差模型在每一頻率點上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差;
從而使測量精確度大為提高,可達到計量室中精密的測量線技術的測量精確度,而測量速度提高數(shù)十倍。
維修儀器一個任意多端口網(wǎng)絡的各端口終端均匹配時,由第n個端口輸入的入射行波an將散射到其余一切端口并出射出去。
若第m個端口的出射行波為bm,則n口與m口之間的散射參數(shù)Smn=bm/an。
一個雙口網(wǎng)絡共有四個散射參數(shù)S11、S21、S12和S22。
當兩個終端均匹配時,S11和S22就分別是端口1和2的反射系網(wǎng)絡分析儀數(shù),S21是由1口至2口的傳輸系數(shù),S12則是反方向的傳輸系數(shù)。
當某一端口m終端失配時,由終端反射回來的行波又重新進入m口。
這可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一個行波am入射到m口。
這樣,在任意情況下都可以列出各口等效入射、出射行波與散射參數(shù)之間關系的聯(lián)立方程組。
據(jù)此可以解出網(wǎng)絡的一切特性參數(shù),如終端失配時的輸入端反射系數(shù)、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數(shù)等。
這就是網(wǎng)絡分析儀的基本的工作原理。單端口網(wǎng)絡可視為雙口網(wǎng)絡的特例,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。
對于多端口網(wǎng)絡,除了一個輸入和一個輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配負載,從而等效為一個雙端口網(wǎng)絡。
輪流選擇各對端口作為等效雙口網(wǎng)絡的輸入、輸出端,進行一系列測量并列出相應的方程,即可解得n端口網(wǎng)絡的全部n2個散射參數(shù),從而求出n端口網(wǎng)絡的一切特性參數(shù)。
為四端口網(wǎng)絡分析儀測量S11時測試單元的原理示意,箭頭表示各行波的路徑。
信號源u輸出信號經(jīng)開關S1和定向耦合器D2輸入到被測網(wǎng)絡的端口1,這就是入射波a1。
端口1的反射波(即1口的出射波b1)經(jīng)定向耦合器D2和開關傳到接收機的測量通道。
信號源u的輸出同時經(jīng)定向耦合器D1傳到接收機的參考通道,這個信號是正比于a1的。
于是雙通道幅度-相位接收機就測出b1/a1,即測出S11,包括其幅值和相位(或實部和虛部)。
測量時,網(wǎng)絡的端口2接上匹配負載R1,以滿足散射參數(shù)所規(guī)定的條件。
系統(tǒng)中的另一個定向耦合器D3也終接匹配負載R2,以免產(chǎn)生不良影響。
其余三個S 參數(shù)的測量原理與此類同。為測量不同Smn參數(shù)時各開關應放置的位置。
在實際測量之前,先用三個阻抗已知的標準器(例如一個短路、一個開路和一個匹配負載)供儀器進行一系列測量,稱為校準測量。
由實測結果與理想(無儀器誤差時)應有的結果比對,可通過計算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計算機中,以便對被測件的測量結果進行誤差修正。在每一頻率點上都按此進行校準和修正。
測量步驟和計算都十分復雜,非人工所能勝任。
上述網(wǎng)絡分析儀稱為四端口網(wǎng)絡分析儀,因為儀器有四個端口,分別接到信號源、被測件、測量通道和測量的參考通道。
它的缺點是接收機的結構復雜,誤差模型中并未包括接收機所產(chǎn)生的誤差。
網(wǎng)絡分析儀可以分為標量(只包含幅度信息)和矢量(包含幅度和相位信息)兩種分析儀。標量分析儀曾一度因其結構簡單,成本低廉而廣泛使用。矢量分析儀則可以提供更好的誤差校正和更復雜的測量能力。隨著技術的進步、集成度和計算效率的提高、成本的降低,矢量網(wǎng)絡分析儀的使用越來越普及。
網(wǎng)絡分析儀校準;
RF設備的校準經(jīng)常需要把儀器定期送到經(jīng)過認證的儀器校準實驗室,以確保該儀器的運行符合生產(chǎn)商的規(guī)范。實驗室也往往把儀器的性能調(diào)整到某個標準,比如說國家標準和技術研究院(NIST)所指定的標準。
網(wǎng)絡分析儀也不例外。它們也需要定期送到經(jīng)過認證的實驗室進行校準。而且,如果要達到高精度,需要用戶更頻繁地進行校準。用戶校準時,需要根據(jù)網(wǎng)絡分析儀校準套件中一系列校準標準或者是用戶制定、用戶定義的標準。通過將已知的存儲在網(wǎng)絡分析儀的數(shù)據(jù)與根據(jù)校準標準所產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)進行比較,就可以得到一系列的修正系數(shù)。在校準后測量中,這些修正系數(shù)就應用于數(shù)據(jù)中以補償在前面討論過的誤差源。
用戶校準的頻率取決于許多因素。包括所需的測試精度、環(huán)境因素以及DUT連接的可重復性。通常情況下,網(wǎng)絡分析儀每幾個小時或每幾天需要一次用戶校準。應根據(jù)驗證標準、測量的不確定因素來源以及個人經(jīng)驗來決定校準的頻率。本部分接下來討論的校準為用戶校準,請勿將其與我們推薦的每年認證機構校準相混淆。
三個系列的校準經(jīng)常用于網(wǎng)絡分析儀的校準當中:
1.短路,開路,負載,直通(SOLT)
2.直通,反射,線性(TRL)
3.使用外部自動化校準模塊的自動校準。
網(wǎng)絡分析儀是在四端口微波反射計的基礎上發(fā)展起來的,是一種功能強大的儀器,正確使用時,可以達到極高的精度,尤其在測量無線射頻(RF)元件和設備的線性特性方面非常有用。下文小編將跟大家介紹一下它的作用,功能以及工作原理:
網(wǎng)絡分析儀的作用:
網(wǎng)絡分析儀是測量網(wǎng)絡參數(shù)的一種新型儀器,可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡的復數(shù)散射參數(shù),并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。網(wǎng)絡分析儀是在四端口微波反射計(見駐波與反射測量)的基礎上發(fā)展起來的。在60年代中期實現(xiàn)自動化,利用計算機按一定誤差模型在每一頻率點上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差,從而使測量精確度大為提高,可達到計量室中精密的測量線技術的測量精確度,而測量速度提高數(shù)十倍。
網(wǎng)絡分析儀使用廣泛,在網(wǎng)絡故障檢測和維護上作用明顯,它主要有五大功能:
1、頻標功能:有四種頻標方式可供選則, 方便測量讀數(shù),詳見頻標操作說明部分。
2、歸一化功能:傳輸/反射測量時,用來消除系統(tǒng)誤差。任何情況下校準均為全頻段校準,全帶(從1MHz-1000 MHz)的校準點為500點。
3、存儲/調(diào)用功能:用來存儲常用的儀器設置。
4、打印功能:標準并行輸出接口,配接打印機,可將測試曲線及頻標點的數(shù)據(jù)打印輸出。
5、平滑功能:消除信號跡線上的噪聲和調(diào)節(jié)掃描速度。
網(wǎng)絡分析儀的工作原理:
一個任意多端口網(wǎng)絡的各端口終端均匹配時,由第個端口輸入的入射行波 n將散射到其余一切端口并 發(fā)射出去。若第個端口的出射行波為m,則口與口之間的散射參數(shù)mn=m/n。一個雙口網(wǎng)絡共有四個散射參數(shù) 11、21、12和22。當兩個終端均匹配時,11和22就分別是端口1和2的反射系數(shù),21是由1口至2口的傳輸系數(shù),12則是反方向的傳輸系數(shù)。當某一端口終端失配時,由終端反射回來的行波又重新進入口。這可以等效地看成是口仍是匹配的,但有一個行波m入射到口。這樣,在任意情況下都可以列出各口等效入射、出射行波與散射參數(shù)之間關系的聯(lián)立方程組。據(jù)此可以解出網(wǎng)絡的一切特性參數(shù),如終端失配時的輸入端反射系數(shù)、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數(shù)等。這就是網(wǎng)絡分析儀的基本的工作原理[1]。單端口網(wǎng)絡可視為雙口網(wǎng)絡的特例,在其中除11之外,恒有21=12=22。對于多端口網(wǎng)絡,除了一個輸入和一個輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配負載,從而等效為一個雙端口網(wǎng)絡。輪流選擇各對端口作為等效雙口網(wǎng)絡的輸入、輸出端,進行一系列測量并列出相應的方程,即可解得端口網(wǎng)絡的全部2個散射參數(shù),從而求出n端口網(wǎng)絡的一切特性參數(shù)。 ?圖左為四端口網(wǎng)絡分析儀測量S11時測試單元的原理示意,箭頭表示各行波的路徑。信號源 u輸出信號經(jīng)開關S1和定向耦合器D2輸入到被測網(wǎng)絡的端口1,這就是入射波a1。端口1的反射波(即1口的出射波b1)經(jīng)定向耦合器 D2和開關傳到接收機的測量通道。信號源u的輸出同時經(jīng)定向耦合器D1傳到接收機的參考通道,這個信號是正比于a1的。于是雙通道幅度-相位接收機就測出b1/a1,即測出S11,包括其幅值和相位(或實部和虛部)。測量時,網(wǎng)絡的端口2接上匹配負載R1,以滿足散射參數(shù)所規(guī)定的條件。系統(tǒng)中的另一個定向耦合器D3也終接匹配負載R2,以免產(chǎn)生不良影響。其余三個S 參數(shù)的測量原理與此類同。圖右為測量不同Smn參數(shù)時各開關應放置的位置。
在實際測量之前,先用三個阻抗已知的標準器(例如一個短路、一個開路和一個匹配負載)供儀器進行一系列測量,稱為校準測量。由實測結果與理想(無儀器誤差時)應有的結果比對,可通過計算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計算機中,以便對被測件的測量結果進行誤差修正。在每一頻率點上都按此進行校準和修正。測量步驟和計算都十分復雜,非人工所能勝任。
上述網(wǎng)絡分析儀稱為四端口網(wǎng)絡分析儀,因為儀器有四個端口,分別接到信號源、被測件、測量通道和測量的參考通道。它的缺點是接收機的結構復雜,誤差模型中并未包括接收機所產(chǎn)生的誤差。