�(wǎng)絡分析儀一種能在寬頻帶內進行掃描測量以確定網(wǎng)絡參量的綜合性微波測量儀��
矢量�(wǎng)絡分析儀,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�,所以網(wǎng)絡分析儀使用之前必須進行校準�
在微波電路的設計和計算中,需要對所用元、器件特性的全部�(wǎng)絡參�(shù)進行全面定�。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)絡需要有四個散射參�(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)絡的參數(shù)�
20世紀60年代中期,出�(xiàn)能在寬頻帶范圍內掃頻測量并能顯示全部�(wǎng)絡S參數(shù)的模值和幅角的多功能儀�,這就是微波網(wǎng)絡分析儀。因此網(wǎng)絡分析儀的基本部分實際上就是一臺S參數(shù)測量儀。方框圖如圖2所��
由于測定了網(wǎng)絡的S參數(shù)�,網(wǎng)絡的其它各種特性參量都可以從S參數(shù)中導�,因此,微波�(wǎng)絡分析儀具有多功��
一個任意多端口�(wǎng)絡的各端口終端均匹配�,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 �(fā)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�(shù) S11、S21、S12和S22。當兩個終端均匹配�,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)。當某一端口m終端失配�,由終端反射回來的行波又重新進入m��
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�。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�(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�(shù)等。這就是網(wǎng)絡分析儀的最基本的工作原�。單端口�(wǎng)絡可視為雙口�(wǎng)絡的特例,在其中除S11之外,恒有S21=S12=S22。對于多端口�(wǎng)�,除了一個輸入和一個輸出端口之�,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�(wǎng)�。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�(wǎng)絡的全部n2個散射參�(shù),從而求出n端口�(wǎng)絡的一切特性參�(shù)�
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�。信號源 u輸出信號�(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�1的反射波(�1口的出射波b1)�(jīng)定向耦合� 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,�(wǎng)絡的端口2接上匹配負載R1,以滿足散射參數(shù)所�(guī)定的條件。系�(tǒng)中的另一個定向耦合器D3也終接匹配負載R2,以免�(chǎn)生不良影響。其余三個S 參數(shù)的測量原理與此類�。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�,先用三個阻抗已知的標準�(例如一個短�、一個開路和一個匹配負�)供儀器進行一系列測量,稱為校準測�。由實測結果與理�(無儀器誤差時)應有的結果比�,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�。測量步驟和計算都十分復雜,非人工所能勝��
上述�(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�、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�(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)由兩個復�(shù)之比定義,它包含有關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復數(shù)表示�
當啟動平� - 不平衡轉換功能時,可以選擇混合模 S 參數(shù)�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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