�(wǎng)�(luò)分析儀一種能在寬頻帶�(nèi)�(jìn)行掃描測量以確定�(wǎng)�(luò)參量的綜合性微波測量儀��
矢量�(wǎng)�(luò)分析儀,它本身自帶了一�(gè)信號�(fā)生器,可以對一�(gè)頻段�(jìn)行頻率掃�. 如果是單端口測量的話,將激�(lì)信號加在端口上,通過測量反射回來信號的幅度和相位,就可以判斷出阻抗或者反射情�. 而對于雙端口測量,則還可以測量傳輸參�(shù). 由于受分布參�(shù)等影響明顯,所以網(wǎng)�(luò)分析儀使用之前必須�(jìn)行校�(zhǔn)�
在微波電路的�(shè)�(jì)和計(jì)算中,需要對所用元、器件特性的全部�(wǎng)�(luò)參數(shù)�(jìn)行全面定�。而微波元、器件中,包括微波晶體管,大多采用S參數(shù)(散射參數(shù))來表述它們的特�。一般二端口�(wǎng)�(luò)需要有四�(gè)散射參數(shù)(S11、S22、S12和S21),才能對其全面定�。因此往往采用測量的方法來確定�(wǎng)�(luò)的參�(shù)�
20世紀(jì)60年代中期,出�(xiàn)能在寬頻帶范圍內(nèi)掃頻測量并能顯示全部�(wǎng)�(luò)S參數(shù)的模值和幅角的多功能儀�,這就是微波網(wǎng)�(luò)分析儀。因此網(wǎng)�(luò)分析儀的基本部分實(shí)際上就是一�(tái)S參數(shù)測量儀。方框圖如圖2所��
由于測定了網(wǎng)�(luò)的S參數(shù)�,網(wǎng)�(luò)的其它各種特性參量都可以從S參數(shù)中導(dǎo)出,因此,微波網(wǎng)�(luò)分析儀具有多功能�
一�(gè)任意多端口網(wǎng)�(luò)的各端口終端均匹配時(shí),由第n�(gè)端口輸入的入射行� an將散射到其余一切端口并 �(fā)射出�。若第m�(gè)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�(gè)雙口�(wǎng)�(luò)共有四�(gè)散射參數(shù) S11、S21、S12和S22。當(dāng)兩�(gè)終端均匹配時(shí),S11和S22就分別是端口1�2的反射系�(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(dāng)某一端口m終端失配�(shí),由終端反射回來的行波又重新�(jìn)入m口�
這可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一�(gè)行波am入射到m�。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�(guān)系的�(lián)立方程組。據(jù)此可以解出網(wǎng)�(luò)的一切特性參�(shù),如終端失配時(shí)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�(shù)�。這就是網(wǎng)�(luò)分析儀的最基本的工作原理。單端口�(wǎng)�(luò)可視為雙口網(wǎng)�(luò)的特�,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。對于多端口�(wǎng)�(luò),除了一�(gè)輸入和一�(gè)輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配�(fù)�,從而等效為一�(gè)雙端口網(wǎng)�(luò)。輪流選擇各對端口作為等效雙口網(wǎng)�(luò)的輸�、輸出端,�(jìn)行一系列測量并列出相�(yīng)的方�,即可解得n端口�(wǎng)�(luò)的全部n2�(gè)散射參數(shù),從而求出n端口�(wǎng)�(luò)的一切特性參�(shù)�
左為四端口網(wǎng)�(luò)分析儀測量S11�(shí)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�(jīng)開關(guān)S1和定向耦合器D2輸入到被測網(wǎng)�(luò)的端�1,這就是入射波a1。端�1的反射波(�1口的出射波b1)�(jīng)定向耦合� D2和開�(guān)傳到接收�(jī)的測量通道。信號源u的輸出同�(shí)�(jīng)定向耦合器D1傳到接收�(jī)的參考通道,這�(gè)信號是正比于a1�。于是雙通道幅度-相位接收�(jī)就測出b1/a1,即測出S11,包括其幅值和相位(�?qū)嵅亢吞摬?。測量時(shí),�(wǎng)�(luò)的端�2接上匹配�(fù)載R1,以滿足散射參數(shù)所�(guī)定的條件。系�(tǒng)中的另一�(gè)定向耦合器D3也終接匹配負(fù)載R2,以免�(chǎn)生不良影�。其余三�(gè)S 參數(shù)的測量原理與此類同。圖右為測量不同Smn參數(shù)�(shí)各開�(guān)�(yīng)放置的位��
在實(shí)際測量之前,先用三�(gè)阻抗已知的標(biāo)�(zhǔn)�(例如一�(gè)短路、一�(gè)開路和一�(gè)匹配�(fù)�)供儀器�(jìn)行一系列測量,稱為校�(zhǔn)測量。由�(shí)測結(jié)果與理想(無儀器誤差時(shí))�(yīng)有的�(jié)果比�,可通過�(jì)算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計(jì)算機(jī)�,以便對被測件的測量�(jié)果�(jìn)行誤差修�。在每一頻率�(diǎn)上都按此�(jìn)行校�(zhǔn)和修�。測量步驟和�(jì)算都十分�(fù)�,非人工所能勝��
上述�(wǎng)�(luò)分析儀稱為四端口網(wǎng)�(luò)分析儀,因?yàn)閮x器有四�(gè)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�(diǎn)是接收機(jī)的結(jié)�(gòu)�(fù)�,誤差模型中并未包括接收�(jī)所�(chǎn)生的誤差�
參數(shù)(散射參數(shù))用于評估 DUT 反射信號和傳送信號的性能� 參數(shù)由兩�(gè)�(fù)�(shù)之比定義,它包含有關(guān)信號的幅度和相位的信�� 參數(shù)通常表示為:
輸出 輸入
輸出:輸出信號的 DUT 端口�
輸入:輸入信號的 DUT 端口�
例如,參�(shù) S21 � DUT 上端� 2 的輸出信號與 DUT 上端� 1 的輸入信號之�,輸出信號和輸入信號都用�(fù)�(shù)表示�
�(dāng)啟動(dòng)平衡 - 不平衡轉(zhuǎn)換功能時(shí),可以選擇混合模 S 參數(shù)�
維庫電子�,電子知�(shí),一查百��
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