5-微波矢量网络分析仪原理详解(可编辑修改word版)
第五章矢量网络分析仪的原理
5.1 引言
微波矢量网络分析仪是对微波网络参数进行全面测量的一种装置。其早期产品是阻抗图示仪，随着扫频信号源和取样混频器技术上的突破，微波网络分析仪得到了迅速发展。但其出现初期一段相当长的时间内一直处于手动状态。直到20 世纪60 年代，将计算机应用于测量技术，才出现了全自动的网络分析仪---自动网络分析仪。
自动矢量网络分析仪是一种多功能的测量装置，它既能测量反射参数和传输参数，也能自动转换为其他需要的参数；既能测量无源网络，也能测量有源网络；既能点频测量，也能扫频测量；既能手动也能自动；既能荧光屏显示也能保存数据或打印输出。它是当前较为成熟而全面的一种微波网络参数测量仪器。
微波元器件性能的描述，一般采用散射参数，如双口网络有S11、S21、S12和S22四个参数，它们通常都是复量。而网络分析仪正是直接测量这些参数的一种仪器，又能方便地转换为其它多种形式的特性参数。因此网络分析仪大大扩展了微波测量的功能和提高了工作效率。
由于自动网络分析仪采用点频步进式“扫频”测量，因而能逐点修正误差，使扫频测量精确度达到甚至超过手动测量的水平。因此，自动网络分析仪既能实现高速、宽频带测量，又能达到一般标准计量设备的精确度。
5.2 微波矢量网络分析仪组成与测量原理
将微波标量网络分析仪的检波器和比值计改为幅相接收机便组成微波网络分析仪。其测量原理如下。
5.2-1 幅相接收机框图
幅相接收机的方案很多，有外差混频式，取样变频式，单边带式和调制副载波式等。这里介绍取样变频式幅相接收机的基本原理。
幅相接收机的方框图示于图 5.2-1。由定向耦合器取样的入射波和反射波，分别送入幅相接收机的参考通道和测试通道。经取样变频器向下变换到恒定不变的中频f I F(20.278M Hz)，再经过第二混频器，变换到低频(278kHz)，得到待显示信号。要求频率变换过程是线性的，即不能改变原来微波信号的相位信息和振幅信息。
20.278MHz
AGC
AGC
20.278MHz
取样门
相位锁定系统
电子调谐门控信号发生器
取样门
限幅器
第二本振
检波器
第二混频器
278KHz 第二混频器 相位检测
为了扩展频段，用窄脉冲发生器代替常规本振，用取样门代替常规混频器(取样变频器)。窄脉冲发生器产生一系列宽度很窄的脉冲。如果每个窄脉冲的宽度窄到与所用信号的周期可以比较，则取样门就等效为谐波混频器。因此，一个单独系统就能工作在 110MHz 到l2.4GHz 的信号带宽以上。一般谐波混频器有较低的噪声系数和较大的动态范围。
扫频工作中，锁相环路使本振频率同步地调谐到参考通道的信号频率上。当未被锁定时，它前后调谐可以跨越倍频程。当 nf 本振-f 参考=20.278MHz 时，锁相环停止搜索处锁定状态(约用 20μs)，保持中频恒定不变。锁相环维持锁定的扫描速率可高达 220GHz/s(在8~12.4GHz 的范围，每秒可扫 30 次)。
测试信号
278KHz 模值输出
相位输出
参考信号
相位基准
图 5.2-1 取样变频式幅相接收机方框图
由于频率的变换过程是线性的，所以两条通道的中频 (20.278MHz)保持着测试信号与参考信号之间的振幅和相位的相对关系。自动增益控制(AGC)放大器使参考通道电平稳定， 并能防止两条通道电平共模变化时，所引起测试通道的改变，而使测试通道电平归一到参考通道电平上。
变换到第二中频的待测信号经过相位检波和幅度检波，分别指示出测试通道与参考通道之间的相位差和振幅比值，并显示出相位-频率和幅度-频率特性。
5.2-2 反射参数测量原理
一、校准与测量
图 5.2-2a 、b 示出双定向耦合器式和单定向耦合器式两种测量反射参数电路。测量之 j
前先要校准。校准方法是在端口 T1 接短路板( ΓL = 1? e )，记录扫频范围内每个频点幅 相接收机的幅度和相位输出，以此作为幅度 ΓL 段，校准结束。
= 1和相位= 的基准。直到扫完整个频
测试时，换接待测负载，测出扫频范围内每个频点幅相接收机的幅度和相位输出，并
对数输出
对数
变换器
测试通道
扫频信号源
R 幅
相接
收
A 机
待测件 ΓL 、S 11、S 22
校准件
显示器
测试通道
R 幅
相接
收
A 机
待测件 ΓL 、S 11、S 22
校准件
扫频信号源
显示器
SF 与校准阶段所得对应频率上的幅度和相位比较，即可得ΓL (s 11、s 22 ) 的测量结果。
参考通道 参考通道
(a)
双定向耦合器式
(b)单定向耦合器式
图 5.2-2 网络分析仪反射参数测量线路
二、反射参数的误差模型及其校正方法
测量单口网络反射系数的误差源主要有三项：
(1) 如果在端口 T1 接上全匹配负载( ΓL =0)，仍能测出反射。其原因是：(a) 在接收机中参考通道的信号泄漏到测试通道中去；(b) 测试通道定向耦合器的有限方向性。这两种误差称为串话误差(E DF )。一般的泄漏项总在 80dB 以上，而同轴定向耦合器的方向性一般不优于 40dB ，所以测试通道定向耦合器对串话误差贡献最大，它的方向性越差，这个误差的数值越大。
(2) 如果定向耦合器耦合臂的振幅和相位的频率响应不跟踪或接收机的两个通道不跟踪， 则频率改变时测量数据会出现明显的起伏。由这个起伏引起的误差称为跟踪误差(E RF )。 (3) 等效源失配误差(E SF )。它是由于测试装置的端口 T 1 不完全匹配(含信号源失配)而多次反射引起的误差。综上得出:
E D
F ≈测试通道定向耦合器的有限方向性; E RF ≈定向耦合器、接收器的频率跟踪误差； E SF ≈等效源失配误差。
把这三项误差用信号流图的形式表示出来称为误差模型(图 5.2-3)。由信号流图解出反射系数的测量值为
Γ = b 0
= E
+
E R
F ΓL
(5.2-1)
DF
1 - E Γ 上式说明，如果待测元件的反射系数 ΓL 很大，E D F 产生的影响小，E R P 和 E SF 产生的影响大； 反之，E SF 产生一定的百分比误差，而 E DF 成为主要的。
在测量中，这些误差项可以通过多次校准的方法校正。
M a 0
L
(
Γ
a 0
Γ
b 0T 0
入射信号
L
S 11M
LF
(a) 测量的误差模型
(b)测量 S 11(S 22)的误差模型
图 5.2-3 测量反射参数时的误差模型 (端口 T 0 是虚设的)
串话误差 E DF 可以用一个匹配负载分离出来。方法是：把匹配负载接在测试装置的输出口 T 1，这时式(5.2-1)近似为 ΓM ≈E DF ，故此时测出的反射系数就是 E DF 。
关于E SF 和E RF 的求法，可采用在T 1面分别接以短路器和开路器的方法求出。即短路时， 测量值为
ΓM 2 = E DF
+ (-1)E RF 1 - (-1)E
(5.2-2)
开路时，测量值为
ΓM 2
= E DF SF
+ (+1)E RF
1- (+1)E
(5.2-3)
SF
由式（5.2-2）和（5.2-3）解出 E RF 和 E SF 。把求出的 E DF ，E RF 和 E SF 代入式（5.2-1），求出待测反射系数的校正值为
Γ =
ΓM
- E DF
(5.2-4a)
L
SF M - E DF ) + E RF 测量双口网络反射参数 S 11（或 S 22）的误差源，除上述三项之外，还有匹配负载的剩余反射一项，称为失配误差(E LF )。其误差模型于图 5.2-3b 。由信号流图求出 S 11（或 S 22） 的测量值 S 11M 为
S
= E
+
S 11 E RF (1 - S 22 E LF ) + S 21 S 12 E LF E RF
(5.2-4b)
11M
DF
(1 - S E SF )(1 - S 22 E LF ) - S 21 S 12 E SF E LF
当 S 21 S 12 很小时，匹配负载失配误差是个小量，可以忽略，则式（5.2-4b ）简化为
S
≈ E + S 11 E RF
(5.2-4b)
11M
1- S 11 E SF
如果 S 21 S 12 接近于 1，E LF 的影响较大。点频测量时，可接入调配器减小之。若已知 E LF ， 则可按式（5.2-4b ）进行校正。
DF 1E 11
测试通道 扫频信号源
R 幅
相接
收
A 机
待测件
S 21
T 5.2-3 传输参数测量原理
一、校准与测量
测量电路示于图 5.2-4。校准时，把测试通道接待测网络的两个端口对接。记录扫频范围内每个频点幅相接收机的幅度和相位输出，以此作为幅度 s 21 = 1 和相位21 = 0
o
的基
准。直到扫完整个频段，校准结束。
测量时，在测试通道中插入待测元件，记录扫频范围内每个频点幅相接收机的幅度和 相位输出，并与校准阶段所得对应频率上的幅度和相位比较，即可得s 21 的测量结果。
参考通道
a 1
b 2
(a) 单定向耦合器式 (b) 功分器式
图 5.2-4 用网络分析仪测量传输参数 S 21(或 S 12)的连接线路
二、传输参数的误差模型
测量传输参数的误差源有三项：(1) 隔离误差(串话误差)E XF ：如果在测试装置的端口 T 1 和 T 2 分别接入匹配负载，而在接收机上仍测出某一传输信号，称为该系统的隔离误差(串话误差)E XF 。(2) 跟踪误差 E TF ：如果输出振幅和两条通道的电长度随频率变化，而又不能跟踪，在传输测量中将出现明显波纹，称为跟踪误差 E TF 。(3) 失配误差 E SF 、E LF ：分别是测量装置的端口 T 1、T 2 不匹配引起的测量误差。
传输参数误差模型的信流图示于 5.2-5。
E XF
a 0
b 3
E TF
E SF
S 22
E LF
T 0
T 1 S 12
T 3
2
图 5.2-5 传输参数的误差模型 (端口 T 0 和 T 3 是虚设的)
参考通道
测试通道 a 1
b 2
显示器
R 幅
相接
收
A 机
扫频信号源
待测件
S 11 显示器
求出传输参数的测量值为
S = b 3 = E +
S 21 E TF
(5.2-8)
21M 0 XF 1 - S E SF - S 21 E LF - S 21 S 12 E SF E LF
+ S 11 S 22 E SF E LF 隔离误差 E XF 通常是很小的，一般小于-80dB ，约如系统噪声一样的低电平，所以只有在测量高衰减时才产生大的影响。跟踪误差 E TF 在传输测量中产生百分比误差。关于失配误差E SF 、E LF ，如果待测器件的 S 11 和 S 22 都很小。由 E SF 、E LE 引入的误差也小。反之，失配误差就大。
上述误差在点频测量时可以减小或校正，方法是：首先在端口 T 1、T 2 分别接匹配负载， 使 S 12=S 21=0 代入式(5.2-8)，有 S 21M =E XF ，测出隔离误差 E XF (有时它和噪声混在一起难于分辨)。然后校准跟踪误差 E TF ，把 T 1 和 T 2 对接，S 12=S 21=1，由(5.2-8)得 S 21M ≈E XF +E TF ，即可解出 E TF 。
5.2-4 四个 S 参数的测量装置及误差模型
图 5.2-12 示出四个 S 参数(S 11、S 21、S 12、和 S 22)的测量装置，通过转换开关 SW 1 和 SW 2 来选择欲测之量。
微波信号源
正向 反向
待测
网络
T 1 T 2
参考通道
衰减器
SW 2
SW 1
匹配负载
衰 测试通道
减 器
图 5.2-12 测量 S 11、S 12、S 21、S 22 的测量装置
图 5.2-12 所示测量装置是由三个定向耦合器、两个匹配负载和两个衰减器组成的。中间的定向耦合器作为功分器之用。在测量 S 11 时，双口网络的端口 T 2 经过开关 SW 2 接匹配负载。微波信号经过左面定向耦合器送到待测网络，同时经过中间定向耦合器送到参考通道，待测网络的反射信号经由开关SW 2送入测试通道。当测量S 12时，微波信号经过开关SW 1 和右面的定向耦合器送到待测网络的端口 T 2，通过待测网络的传输信号再经过 SW 2 送到测
a 11
试通道。衰减器是用来减小系统失配误差的。依同理可测量S22和S21。
测量四个S 参数的另一种装置示于图5.2-13。它是一种由三通道接收机来检测两路测试信号，并同时显示这两个参数的测量装置。即开关SW 置于F 时，测量正向参数S11和S21；置于R 时，测量反向参数S22和S12。此方案与图5.2-12 比较，能同时显示两个参数，但增加一个检测通道。
T1
T2
图5.2-13 三通道S 参数测量装置
上述两种测量装置的正向和反向测量误差模型示于图5.2-14。误差项的意义与图5.2-4b 和图5.2-10 中的误差项相同。第二个脚号“F”表示正向测试、“R“表示反向测试。共有误差12 项，即：有效方向性E DF和E DR，隔离度E XF和E XR，等效源失配E SF和E SR，等效匹配负载失配E LF和E LR，传输跟踪误差E TF和E TR，反射跟踪误差E RF和E RR。图中的S11M、S21M、S22M和S12M为待测网络的测量值。S11、S21、S22和S12为待测网络的“真实值”。根据图5.2-14a 求出S11M、S21M表达式已如式(5.2-4b)和式(5.2-8)；同理，可由图5.2-14b 求出S22M 和S12M的表达式。而S11、S21、S22和S12分散在这四个表示式中间。设误差项已知，则可求出待测“真实值”，即校正值。求解方法有二：(1) 迭代法，它要求有合适的初值；(2)求出显解公式，即校正值为
S 11 =
S
11B
(1 +S
22 B
E
SR
) - (S
21B
S
12 B
E
LF
)
?
(a) S
22
=
S
22 B
(1 +S
11B
E
SF
) - (S
21B
S
12 B
E
LR
)
?
(d)
S 21 =
S
21B
[1 +S
22 B
(E
SR
-E
LF
)]
?
(b)
(5.2-9)
S 12 =
S
12 B
[1 +S
11B
(E
SF
-E
LR
)]
?
(c)
其中S
11B = (S
11M
-E
DF
) E
RF
S
22 B
= (S
12M
-E
DR
) E
RR
S
21B = (S
21M
S
12 B = (S
12M
-E
XF
)
-E
XR
)
E
TF
E
TR
?= (1 +S
11B
E
SF
)(1 +S
22 B
E
SR
) -S
21B
S
12 B
E
LF
E
LR 参考通道
S11←F 位置
S12←R 位置
测试通道I
正向
R
SW
待测
网络
反向
F
S21←F 位置
S22←R 位置
测试通道II
以上讨论了网络分析仪四个 S 参数的测量原理和误差模型，共 12 项误差参数。现把各误差项汇集于表 5.2-3。在测量过程中，若不用开关而由手动来倒换双口网络的输入和输出端口，则只有6 个误差项，利用式(5.2-9)计算时，有E DF =E DR ，E SF =E SR ，E RF =E RR ，E TF =E TR ，E XF =E XR ， E LF =E LR 。
表 5.2-3 误差模型参数表
上面分析的各项误差是基于线性的误差模型。实际上还会遇到其它类型的误差。例如在接收机中，前面部分的非线性误差会造成增益压缩误差或者使相位随幅度变化。接头的重复性也是一项重要的误差。串话常常随着信号电平或相位的变化而变化。衰减器也会引起相位和幅度误差。系统噪声总是存在的，也要引入误差。这些误差往往难于校正并且常常被测量者所忽视。
(a)
(b)
T 0
XR
3
(a) 正向误差模型 (b)反向误差模型图
5.2-14 网络分析仪的正向、反向误差模型
S 1122M
S 12
A/D 变换器
计算机
显示器
5.3 微波自动网络分析仪(ANA)
前面只介绍了网络分析仪的基本原理，现代网络分析仪通常是结合计算机构成的自动网络分析仪。自动网络分析仪在以下三个方面的优点：
1. 精确度：自动网络分析仪采用“步进-频率扫描”，或者说是点频扫描，因此在测量频带内是有限数目的测量点。它不是在连续频率上消除掉系统误差，而是在测量之前，先在各步进频率点上测出系统的各项误差，然后，在测量时，再在各步进频率点上从测得数据中“扣除”这些系统的误差，给出待测网络的校正特性。网络分析仪的全部误差项可以通过测量适当的标准器件得到。这些标准器件是短路、开路、匹配负载等，这样的标准器件是容易设计和制造的。在系统中所有次要的其余误差，仅由接口和开关的重复性、系统噪声、系统的漂移和校准时所用标准器件的误差所引起，因而提高了测量精确度。
2. 速度：计算机能够非常容易地控制测试者用手操作的全部测量过程，因此，大大地缩短了测量网络参数的时间，提高了工作效率。
3. 灵活性：S 参数是设计微波元器件常用的，也是用网络分析仪最容易测定的一组参数。然而，有时它们未必是所需要的，但计算机能把 S 参数转换成任何所需要的参数。即能从 S 参数得到 t 、Y 或 Z 参数、群延迟、电压驻波比、回波损失、衰减或其它所需要之量。从一个域转换成其它域也是容易的，例如根据频域的数值来确定时域响应，这是该仪器的特点之一。
ANA 在计算机控制下给出经过误差校正的传输和反射测量结果，并使操作量达到最少。ANA 的基本框图示于图 5.3-1。
相位
图 5.3-l ANA 原理框图
幅度
待测件
幅相接收机 测量装置 程控微波 扫频源
继电器
执行机构
ZVB4矢量网络分析仪操作指导书
文件编号: 文件版本: A ZVB矢量网络分析仪操作指导书 V 1.0 拟制 _____________ 日期_______________ 审核 _____________ 日期_______________ 会审 _____________ 日期_______________ 批准 _____________ 日期______________ 生效日期：2006.10
操作规范： 使用者要爱护仪器，确保文明使用。 1、开机前确保稳压电源及仪器地线的正确连接。 2、 使用中要求必须佩戴防静电手镯。 3、 使用中不得接触仪器接头内芯（含连接电缆） 4、 使用时不允许工作台有较大振动。 5、 使用中不能随意切断电源，造成不正常关机。不能频繁开关机。 6、 使用射频电缆时不要用力大，确保电缆保持较大的弧度。用毕电缆接头上加接头盖。 7、 旋接接头时，要旋接头的螺套 ，尽量确保内芯不旋转。 8、 尽量协调、少用校准件。校准件用毕必须加盖放回器件盒。 9、 转接件用毕应加盖后放回盒中。 10、 停用时必须关机，关闭稳压电源。方可打扫卫生。 11、 无源器件调试必须佩戴干净的手套。 ______________________________________________________________________________
概述：1、本说明书主要为无源器件调试而做，涵盖了无源器件调试所需的矢量网络分析仪基本能，关于矢量网络分析仪的其它更进一步的使用，请参照仪器所附的使用说明书。 2、本说明书仅以ZVB4矢量网络分析仪为例，对其它型号矢量网络分析仪，操作步骤基本相 同，只是按键和菜单稍有差别。 3、仪器使用的一般要求仪器操作使用规范。 4、带方框的键如MEAS键为仪器面板上的按键，方框内带单引号的键为软菜单（soft menu）， 即屏幕右侧所示菜单所对应的键，如‘dB Mag’。 5、本仪器几乎所有操作都可以通过鼠标进行。
矢量网络分析仪基础知识和S参数测量
矢量网络分析仪基础知识及S参数测量 §1 基本知识 1.1 射频网络 这里所指的网络是指一个盒子，不管大小如何，中间装的什么，我们并不一定知道，它只要是对外接有一个同轴连接器，我们就称其为单端口网络，它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。注意：这儿的网络与计算机网络并不是一回事，计算机网络是比较复杂的多端（口）网络，这儿主要是指各种各样简单的射频器件（射频网络），而不是互连成网的网络。 。因为只有一个口，总是接在最后又称 1．单端口网络习惯上又叫负载Z L 终端负载。最常见的有负载、短路器等，复杂一点的有滑动负载、滑动短路器等。 2单端口网络的电参数通常用阻抗或导纳表示，在射频范畴用反射系数Γ（回损、驻波比、S ）更方便些。 11 2．两端口网络最常见、最简单的两端口网络就是一根两端装有连接器的射频电缆。 2匹配特性两端口网络一端接精密负载（标阻）后，在另一端测得的反射系数，可用来表征匹配特性。 2传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性（反射系数）外, 还有一个传输特性，即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数T。 插损（IL）= 20Log│T│dB ，一般为负值，但有时也不记负号，Φ即相移。
2两端口的四个散射参量测量 两端口网络的电参数，一般用上述的插损与回 损已足，但对考究的场合会用到散射参量。两端口网络的散射参量有4个，即 S 11、S 21、S 12、S 22。这里仅简单的（但不严格）带上一笔。 S 11与网络输出端接上匹配负载后的输入反射系数Г相当。注意：它是网络 的失配，不是负载的失配。负载不好测出的Γ，要经过修正才能得到S 11 。 S 21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当，对于无源网络即传 输系数T 或插损，对放大器即增益。 上述两项是最常用的。 S 12即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。 S 22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。 中高档矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数，普及型矢网不具备这种能 力，只有插头重新连接才能测得4个参数，而且没有作全端口校正。 1.2 传输线 传输射频信号的线缆泛称传输线。常用的有两种：双线与同轴线，频率更高则会用到 微带线与波导，虽然结构不同，用途各异，但其基本特性都可由传输线公式所表征。 2特性阻抗Z 0 它是一种由结构尺寸决定的电参数，对于同轴线： 式中εr 为相对介电系数，D 为同轴线外导体内径，d 为内导体外径。 2反射系数、返回损失、驻波比 这三个参数采用了不同术语来描述匹 配特性，人们希望传输线上只有入射电压, 没有反射电压, 这时线上各处电
网络分析仪使用方法总结
如何使用网络分析仪 德力网络分析仪NA7682A NA7682A矢量网络分析仪吸取了前几代和国内外各款网络分析仪使用的经验，结合了最新国际仪器发展的技术和态势，是Deviser德力仪器最新推出的第四代矢量网络分析仪,作为国内主流的网络分析仪,下面介绍网络分析仪的使用技巧如下。 频率范围从100kHz到8.5GHz频段，为无线通信、广播电视、汽车电子、半导体和医疗器件等行业射频器件、组件的研发和生产的使用提供了高效、灵活的测试手段，进入了民品、工业、科研教育和军工等领域。其主要的特点是和主流网络分析仪是德的E507X系列指标和指令上做到兼容，在客户使用的性价比上非常优秀的选择。 在射频器件、基站天线、手机天线、GPS天线等、通信系统模块分析等领域成功的测试经验使越来越多的客户开始使用这款网络分析仪，在低频、800/900M、1800/1900M、2100M、5G/5.8G等的产品频率使用领域内广泛使用。 深圳市良源通科技有限公司专业服务和销售射频和通信仪表多年，是德力仪器国内最重要的合作伙伴和一级代理商，结合自己多年的技术积累和客户使用的配合测试，得到丰富经验。在仪器的售前和售后服务上面具有自己的优势。提供大量仪器试用和使用方案的设计，给客户在设备开发、产品研制和批量生产上都提供方便和最有优势的选择。 产品特点： 1、12.1英寸1280*800 TFT触摸屏 2、频率覆盖范围: 100 kHz 至 8.5 GHz 3、阻抗：50Ω 4、动态范围: >125 dB （比E5071C宽7-12dB) 5、极低的迹线噪声: <0.005 dBrms (在 3 kHz IFBW) 6、快速的测量速度: 80usec/点 7、分析和误差修正和校准功能 8、通过USB、LAN 和 GPIB 接口进行系统互联 9、时域分析（选件）：时域传输、反射特性分析；距离上的故障定位。 10、数据变换：涉及多种形式的阻抗、导纳变换。 11、滤波器分析：自动分析出：插损、3dB带宽、6dB带宽、带内纹波、带外抑制、Q值、矩形系数
矢量网络分析仪的使用——实验报告
矢量网络分析仪实验报告 一、实验容 单端口：测量Open，Short，Load校准件的三组参数，分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设：preset OK 2)选择测试参数S11：Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式：Format->LogMag; 4)设置频率围：Start->1.5GHz，Stop->2.5GHz（面板键盘上“G”代表 GHz，“M”代表MHz，“k”代表kHz； 5)设置扫描点数：Sweep Setup->Points->101->x1（或”Enter”键或按 下大按钮）； 6)设置信号源扫描功率：Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off （隐藏设置窗）。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号：Cal->Cal Kit->85032F（或自定义/user）（F指femal 母头校准件，M指male公头校准件）； 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->Set ALL->Short(m/f)； 3)选择单端口校准并选择校准端口：Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1（端口1 的校准，端口2也可如此操作）； 4)把Open校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端），点击Open，校准提示（嘀的响声）后完成Open校准件的 测量；得到的结果如Fig 1：单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端），点击Short，校准提示（嘀的响声）后完成Short校准件的 测量；得到的结果如Fig 2：单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连
网络分析仪工作原理及使用要点
网络分析仪工作原理及使用要点 本文简要介绍41所生产的AV362O矢量网络分析的测量基本工作原理以及正确使用矢量网络分析测量电缆传输及反射性能的注意事项。 1.DUT对射频信号的响应 矢量网络分析仪信号源产生一测试信号，当测试信号通过待测件时，一部分信号被反射，另一部分则被传输。图１说明了测试信号通过被测器件（DUT）后的响应。 图１DUT 对信号的响应 2.整机原理： 矢量网络分析仪用于测量器件和网络的反射特性和传输特性，主要包括合成信号源、S 参数测试装置、幅相接收机和显示部分。合成信号源产生30k～6GHz的信号，此信号与幅相接收机中心频率实现同步扫描；S参数测试装置用于分离被测件的入射信号R、反射信号A 和传输信号B；幅相接收机将射频信号转换成频率固定的中频信号，为了真实测量出被测网络的幅度特性、相位特性，要求在频率变换过程中，被测信号幅度信息和相位信息都不能丢失，因此必须采用系统锁相技术；显示部分将测量结果以各种形式显示出来。其原理框图如图２所示： 图２矢量网络分析仪整机原理框图 矢量网络分析内置合成信号源产生30k～6GHz的信号，经过S参数测试装置分成两路，一路作为参考信号R，另一路作为激励信号，激励信号经过被测件后产生反射信号A和传输信号B，由S参数测试装置进行分离，R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频，产生4kHz的中频信号，由于采用系统锁相技术，合成扫频信号源和幅相接收机同在一个锁相环路中，共用同一时基，因此被测网络的幅度信息和相位信息包含在4kHz的中频信号中，此中频信号经过A/D模拟数字变换器转换为数字信号，嵌入式计算机和数字信号处理器
矢量网络分析仪
矢量网络分析仪 科电贸易ZNBT是首款多端口矢量网络分析仪，能够提供最多24个集成式测试端口。该仪器可以同步测试多台被测设备，或测量一台最多带24个端口的被测设备。 即便在带有多个端口的情况下，科电贸易ZNBT也只需要很短的测量时间。其他亮点包括宽动态范围、高输出功率电平以及具有高功率处理容量的输入。 仪器提供两个不同的频率范围：ZNBT8可在9kHz至8.5GHz的频率范围内操作，ZNBT20、ZNBT26和ZNBT40可分别在100kHz至20GHz、26.5GHz和40GHz的频率范围内操作。这些特性使得科电贸易ZNBT非常适用于移动无线电、无线通信以及电子产品行业中的广泛应用。 该仪器主要用于有源及无源多端口组件的开发和生产阶段，此类组件包括多频段移动电话的GPS、WLAN、Bluetooth?以及前端模块。卓越性能便于有效分析基站滤波器以及其他高选择性组件。 R&S?ZNBT在基于开关矩阵的多端口系统方面出类拔萃。高集成度使其成为一款极为紧凑的解决方案，可用于分析最多带24个端口的组件，而且所需机架空间少于R&S?ZNB。 借助便捷的用户界面，即便在非常复杂的多端口测量中，也能轻松处理。R&S?ZNBT 支持多种远程控制选件，并且能够轻松集成到自动化测试系统中，比如用于执行相控阵天线测量。 科电贸易ZNBT的主要特点 ●四端口R&S?ZNBT8基本单元，可升级到8、12、16、20或24个端口 ●八端口R&S?ZNBT20、R&S?ZNBT26、R&S?ZNBT40基本单元，可升级到12、 16、20或24个端口 ●频率范围介于9kHz至8.5GHz(R&S?ZNBT8)，或100kHz至26.5GHz 或40GHz(R&S?ZNBT20) ●至多24个完全相位相参接收机 ●最高140dB的宽动态范围 ●快速扫描时间，201个扫描点的扫描时间为2.1ms(R&S?ZNBT8)和2.5 ms(R&S?ZNBT20) ●100dB的宽功率扫描范围 ●高功率处理容量 ●中频带宽范围介于1Hz至10MHz ●温度稳定性高达0.01dB/°K ●超过100个迹线和通道 ●轻松配置多端口测量
矢量网络分析仪的误差分析和处理
矢量网络分析仪的误差分析和处理 一、矢量网络分析仪的误差来源 矢量网络分析仪的测量的误差主要有漂移误差、随机误差、系统误差这三大种类。 1、漂移误差 漂移误差是由于进行校准之后仪器或测试系统性能发生变化所引起，主要由测试装置内部互连电缆的热膨胀特性以及微波变频器的变换稳定性引起，且可以通过重新校准来消除。校准维持精确的时间范围取决于在测试环境下测试系统所经受到的漂移速率。通常，提供稳定的环境温度便能将漂移减至最小。 2、随机误差 随机误差是不可预测的且不能通过误差予以消除，然而，有若干可以将其对测量精度的影响减至最小的方法，以下是随机误差的三个主要来源： （1）仪器噪声误差 噪声是分析仪元件中产生的不希望的电扰动。这些扰动包括：接收机的宽带本底噪声引起的低电平噪声；测试装置内部本振源的本底噪声和相位噪声引起的高电平噪声或迹线数据抖动。 可以通过采取以下一种或多种措施来减小噪声误差：提高馈至被测装置的源功率；减小中频带宽；应用多次测量扫描平均。
（2）开关重复性误差 分析仪中使用了用来转换源衰减器设置的机械射频开关。有时，机械射频开关动作时，触点的闭合不同于其上次动作的闭合。在分析仪内部出现这种情况时，便会严重影响测量的精度。 在关键性测量期间，避免转换衰减器设置，可以减小开关重复性误差的影响。 （3）连接器重复性误差 连接器的磨损会改变电性能。可以通过实施良好的连接器维护方法来减小连接器的重复性误差。 3、系统误差 系统误差是由分析仪和测试装置中的不完善性所引起。系统误差是重复误差（因而可预测），且假定不随时间变化，可以在校准过程中加以确定，且可以在测量期间用数学方法减小。系统误差决不能完全消除，由于校准过程的局限性而总是存在某些残余误差，残余（测量校准后的）系统误差来自下列因素：校准标准的不完善性、连接器界面、互连电缆、仪表。 反射测量产生下列三项系统误差：方向性、源匹配、频率响应反射跟踪。 传输测量产生下列三项系统误差：隔离、负载匹配、频率响应传输跟踪。 下面分别介绍这六项系统误差，其中提到的通道A为反射接收机，通道B为传输接收机，通道R为参考接收机。 （1）方向性误差 所有网络分析仪都利用定向耦合器或电桥来进行反射测量。对理想的耦合器，只有来自被测件（DUT）的反射信号出现在通道A上。实际上，有少量入射信号经耦合器的正向路径泄漏并进入通道A（如
矢量网络分析
矢量网络分析（Vector Network Analyzer ，VNA）是通过测量元件对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度和相位的影响来精确表征元件特征的一种方法。网络分析是指对较复杂系统中所用元件和电路的电器性能进行测量的过程。这些系统传送具有信息内容的信号时，我们最关心的是如何以最高效率和最小失真使信号从一处传到另一处。矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一种高精度智能化测试仪器，在业界享有“微波/毫米波测试仪器之王”的美誉，主要用于被测网络散射参量双向S参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测量，广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和计量等领域，还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领域。 国内生产矢量网络分析仪的厂家主要有：中国电子科技集团41所、天津德力、成都天大仪器等单位。国产矢量网络分析仪中，仅41所有与国外同类先进产品相对应的频率上限覆盖至170GHz的系列化产品。在世界范围内矢量网络分析仪生产厂商主要有美国安捷伦、日本安立和德国罗德施瓦茨等，其中以美国安捷伦代表着最高水平，其推出产品最高频率上限已达500GHz。 矢量网络分析仪可测量的器件： 无源器件（滤波器） 有源器件（放大器） 单端口器件（天线） 双端口器件（衰减器） 多端口器件（混频器，耦合器，功分器） 平衡器件（平衡滤波器等） 网络分析仪有标量网络分析仪和矢量网络分析仪之分。 标量网络分析仪：只测量幅度信息，不支持相位的测量。接收机采用二极管检波，没有选频特性，动态范围小。 矢量网络分析仪：可同时测量被测网络的幅度信息和相位信息。接收机采用调谐接收，具有选频特性，能够有效抑制干扰和杂散，动态范围大。通过测量被测网络（被测件）对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位的影响，来表征被测网络的特性。 网络分析的基本原理
矢量信号分析仪原理
矢量信号分析仪原理 矢量信号分析仪是常用的进行雷达和无线通讯信号分析的仪器。 模拟扫描调谐式频谱分析仪使用超外差技术覆盖广泛的频率范围; 从音频、微波直到毫米波频率。快速傅立叶变换(FFT) 分析仪使用数字信号处理(DSP) 提供高分辨率的频谱和网络分析。如今宽带的矢量调制( 又称为复调制或数字调制) 的时变信号从FFT 分析和其他DSP 技术上受益匪浅。VSA 提供快速高分辨率的频谱测量、解调以及高级时域分析功能，特别适用于表征复杂信号，如通信、视频、广播、雷达和软件无线电应用中的脉冲、瞬时或调制信号。 图1 显示了一个简化的VSA 方框图。VSA 采用了与传统扫描分析截然不同的测量方法; 融入FFT 和数字信号处理算法的数字中频部分替代了模拟中频部分。传统的扫描调谐式频谱分析是一个模拟系统; 而VSA 基本上是一个使用数字数据和数学算法来进行数据分析的数字系统。VSA 软件可以接收并分析来自许多测量前端的数字化数据，使您的故障诊断可以贯穿整个系统框图。 图1. 矢量信号分析过程要求输入信号是一个被数字化的模拟信号，然后使用DSP 技术处理 并提供数据输出; FFT 算法计算出频域结果，解调算法计算出调制和码域结果。 VSA 的一个重要特性是它能够测量和处理复数数据，即幅度和相位信息。实际上，它之所以被称为“矢量信号分析”正是因为它采集复数输入数据，分析复数数据，并输出包含幅度和相位信息的复数数据结果。矢量调制分析执行测量接收机的基本功能。在下一篇“矢量调制分析基础”中，您将了解到矢量调制与检波的概念。 在使用适当前端的情况下，VSA 可以覆盖射频和微波频段，并能提供额外的调制域分析能力。这些改进可以通过数字技术来实现，例如模拟- 数字转换，以及包含数字中频(IF) 技术和快速傅立叶变换(FFT) 分析的DSP。 因为要分析的信号变得越来越复杂，最新一代的信号分析仪已经过渡到数字架构，并且往往
矢量网络分析
矢量网络分析 CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.
矢量网络分析（Vector Network Analyzer ，VNA）是通过测量元件对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度和相位的影响来精确表征元件特征的一种方法。网络分析是指对较复杂系统中所用元件和电路的电器性能进行测量的过程。这些系统传送具有信息内容的信号时，我们最关心的是如何以最高效率和最小失真使信号从一处传到另一处。矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一种高精度智能化测试仪器，在业界享有“微波/毫米波测试仪器之王”的美誉，主要用于被测网络散射参量双向S参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测量，广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和计量等领域，还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领域。国内生产矢量网络分析仪的厂家主要有：中国电子科技集团41所、天津德力、成都天大仪器等单位。国产矢量网络分析仪中，仅41所有与国外同类先进产品相对应的频率上限覆盖至170GHz的系列化产品。在世界范围内矢量网络分析仪生产厂商主要有美国安捷伦、日本安立和德国罗德施瓦茨等，其中以美国安捷伦代表着最高水平，其推出产品最高频率上限已达500GHz。 矢量网络分析仪可测量的器件： 无源器件（滤波器） 有源器件（放大器） 单端口器件（天线）
双端口器件（衰减器） 多端口器件（混频器，耦合器，功分器） 平衡器件（平衡滤波器等） 网络分析仪有标量网络分析仪和矢量网络分析仪之分。 标量网络分析仪：只测量幅度信息，不支持相位的测量。接收机采用二极管检波，没有选频特性，动态范围小。 矢量网络分析仪：可同时测量被测网络的幅度信息和相位信息。接收机采用调谐接收，具有选频特性，能够有效抑制干扰和杂散，动态范围大。通过测量被测网络（被测件）对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位的影响，来表征被测网络的特性。 网络分析的基本原理 网络有很多种定义，就网络分析而言，网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配，最大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时，总会有一部分信号被反射，而另一部分被传输，这就好比光源发出的光射向某种光学器件，例如透
矢量网络分析仪介绍
矢量网络分析仪
产品简介
1
产品概述 1、T5113A
2、T5230A/T5215A
3、T5280A
2
产品概述 T5113A
T5113A矢量网络分析仪是一款频 率范围覆盖300kHz到1.3GHz、双 端口单通路经济型网分仪，端口 阻抗有50Ω和75Ω两种。
z应用领域
特别适用于广播电视、汽车电子、医疗、科研教育等领域射频器件和组 件的研发、生产测试。
3
产品概述 T5113A 主要指标
频率范围 频率精度 信号源输出功率 信号源功率精度 动态范围 测量带宽（IFBW） 迹线噪声 温度稳定性 测量点数 端口 扫描类型 通道数/迹线数/标记点数 校准能力 迹线功能 标记功能 数据分析功能 系统供电 功耗 机箱尺寸 重量 300kHz ～ 1.3GHz 分辨率：1Hz；精度：±5 ppm -55dBm ～ +3dBm 分辨率：0.05dB；精度：±1.5dB 125dB，典型值 130dB（IFBW=10Hz） 1Hz ～ 30kHz（步进值 1/3） 0.002dB rms （IFBW=3kHz） 0.02dB /oC 2～10001 双端口单通路；50Ω或75Ω 线性频率扫描，对数频率扫描，分段频率扫描，线性功率扫描 4/8/16 响应校准、全1端口校准、单通路2端口校准；支持机械校准件、电子校准件。 迹线显示、迹线运算、自动刻度、电延迟、相位偏置。 数据标记、参考标记、标记搜索、统计、带宽搜索 端口阻抗转换、去嵌入功能、嵌入功能、S参数转换、时域转换、时域门控、极限测试、纹波测试 220 ± 22 V （AC）, 50 Hz 20W 440mm（W）x231mm（H）x360mm（D） 10kg 4
5-微波矢量网络分析仪原理详解
第五章矢量网络分析仪的原理 5.1 引言 微波矢量网络分析仪是对微波网络参数进行全面测量的一种装置。其早期产品是阻抗图示仪，随着扫频信号源和取样混频器技术上的突破，微波网络分析仪得到了迅速发展。但其出现初期一段相当长的时间内一直处于手动状态。直到20世纪60年代，将计算机应用于测量技术，才出现了全自动的网络分析仪---自动网络分析仪。 自动矢量网络分析仪是一种多功能的测量装置，它既能测量反射参数和传输参数，也能自动转换为其他需要的参数；既能测量无源网络，也能测量有源网络；既能点频测量，也能扫频测量；既能手动也能自动；既能荧光屏显示也能保存数据或打印输出。它是当前较为成熟而全面的一种微波网络参数测量仪器。 微波元器件性能的描述，一般采用散射参数，如双口网络有S11、S21、S12和S22四个参数，它们通常都是复量。而网络分析仪正是直接测量这些参数的一种仪器，又能方便地转换为其它多种形式的特性参数。因此网络分析仪大大扩展了微波测量的功能和提高了工作效率。 由于自动网络分析仪采用点频步进式“扫频”测量，因而能逐点修正误差，使扫频测量精确度达到甚至超过手动测量的水平。因此，自动网络分析仪既能实现高速、宽频带测量，又能达到一般标准计量设备的精确度。 5.2 微波矢量网络分析仪组成与测量原理 将微波标量网络分析仪的检波器和比值计改为幅相接收机便组成微波网络分析仪。其测量原理如下。 5.2-1 幅相接收机框图 幅相接收机的方案很多，有外差混频式，取样变频式，单边带式和调制副载波式等。这里介绍取样变频式幅相接收机的基本原理。 幅相接收机的方框图示于图5.2-1。由定向耦合器取样的入射波和反射波，分别送入幅相接收机的参考通道和测试通道。经取样变频器向下变换到恒定不变的中频f IF(20.278MHz)，再经过第二混频器，变换到低频(278kHz)，得到待显示信号。要求频率变换过程是线性的，即不能改变原来微波信号的相位信息和振幅信息。
网络分析仪使用说明书
TWTX （深圳）有限公司 矢量网络分析仪 使用说明书 文件编号 TW/QS-SC-02 版 次 V1.0 页 次 1/16 1 目的 本使用说明书为规范矢量网络分析仪的操作，避免操作不当引起的仪器损坏；作为培训文件使公司技术人员了解本仪器的使用。 2 适用范围 本使用说明书适用于公司范围内的所有Anglent E50系列矢量网络分析仪的使用（其他型号具有一定的实用价值，但最大区别在于按键位置以及功能方面有细小区别）。 3 主要职责 3.1 各部门设备使用者负责实施设备一级保养工作。 3.2 各部门安排专人负责实施设备的定期保养管理,监督日常保养工作之实施。 3.3 对新进员工有必要学习此文件时进行培训学习。 4 仪器操作注意事项 4.1 测试产品时，不能直接加电测试。 4.2 测试功放前，必须在频谱仪上检测过没有自激，才能用网络仪测其它指标。 4.3 防止有大的直流电加入，网络仪最大能承受10V 的直流电。 4.4 防止过信号的输入。 4.4.1 网络分析仪的最大允许输入信号为20dBm 。 4.4.2 输入信号大于10dBm 时，应加相应的衰减器。 4.5 仪器使用前确保已接地。 5 仪器面板介绍 5.1 按键区域 1·ACTIVE CH/TRACE ：活动通道区； 2·软驱； 3·RESPONSE ：响应区； 4·NAVIGATION ：导航区； 5·ENTRY ：输入区； 6·STIMULVS ：激励区； 7·MKR/ANALYIS ：标定点/分析； 8·INSTRSTATE ：设备状态区。 注：见“11 按键翻译”。 1 2 3 6 45 78 软菜US
矢量网络分析仪的使用——实验报告
矢量网络分析仪的使用——实验报告
矢量网络分析仪实验报告 一、实验内容 单端口：测量Open，Short，Load校准件的三组参数，分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设：preset OK 2)选择测试参数S11：Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式：Format->LogMag; 4)设置频率范围：Start->1.5GHz，Stop->2.5GHz（面板键盘上“ G”代表GHz， “ M”代表MHz，“ k”代表kHz； 5)设置扫描点数：Sweep Setup->Points->101->x1（或”Enter”键或按下大 按钮）； 6)设置信号源扫描功率：Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off（隐 藏设置窗）。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号：Cal->Cal Kit->85032F（或自定义/user）（F指femal母 头校准件，M指male公头校准件）； 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->Set ALL->Short(m/f)； 3)选择单端口校准并选择校准端口：Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1（端口1 的校准，端口2也可如此操作）； 4)把Open校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端），点 击Open，校准提示（嘀的响声）后完成Open校准件的测量；得到的结果如Fig 1：单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端）， 点击Short，校准提示（嘀的响声）后完成Short校准件的测量；得到的结果如Fig 2：单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连接端），点
矢量网络分析仪及其校准
矢量网络分析仪原理及其使用 本文阐述了矢量网络分析仪的基本原理和结构组成，探讨了矢量网络分析仪误差来源，二端口误差模型和误差修正方法，并简要介绍了典型元器件的测试方法及测试中需要注意的细节。 1引言 矢量网络分析仪是功能强大的一种网络分析仪，是微波电路设计和测试工程师必不可少的测量仪器。在我所科研生产中起着非常重要的作用，我室现有两台矢量网络分析仪，一台是安立37347A、一台是安捷伦E8363C。主要用于测量放大器、天线、微波元器件(电缆、滤波器、分路器、开关、接插件)参数的测试验证。进行可靠的网络测量必须深刻理解网络分析仪和被测件的特性，本文将探讨矢量网络分析仪的基本原理、结构组成、误差修正、校准原理和常用元器件特性的测量。 2测量原理及结构组成 网络分析仪有标量网络分析仪和矢量网络分析仪之分。标量网络分析仪只能测量网络的幅频特性，而矢量网络分析仪可同时测量被测网络的幅度信息和相位信息。通过测量被测网络（被测件）对频率扫描和功率扫描测试信号的幅度与相位的影响，来表征被测网络的特性。 2.1结构组成 矢量网络分析仪一般由激励源、两个测试端口（含信号分离部件）、高接收灵敏度的调谐接收机、用于计算和观察结果的处理器和显示器组成。矢量网络分析仪是一种高集成度的测量仪器，所需的外部配置较少，主要是各种校准器，包括开路器、短路器、匹配负载、转接电缆以及连接被测件所需的转换装置。
S21 正向传输参数S12 反向传输参数Port 1 Port 2 a1 b2 a2 b1 S11 正向反射参数S22 反向反射参数被测件? S11= b1/a1 ? S21= b2/a1 ? S22= b2/a2 ? S12= b1/a2 ? a1，b1，a2，b2分别是入射信号和出射信号，可以看出S参数是两个信号的比值。? 此项比值包括幅度和相
矢量网络分析仪 工作 原理 矢网(高清版)
矢网分析仪原理 目录 1.一类独一无二的仪器 2.网络分析仪的发展 3.网络分析理论 4.网络分析仪测量方法 5.网络分析仪架构 6.误差和不确定度 7.校准 8.工序要求 9.一台仪器，多种应用 10.其它资源: 1. 一类独一无二的仪器 网络分析仪是一类功能强大的仪器，正确使用时，可以达到极高的精度。它的应用也十分广泛，在很多行业都不可或缺，尤其对测量射频(RF)元件和设备的线性特性方面非常有用。现代网络分析仪还可用于更具体的应用，例如，信号完整性和
材料测量。随着NI PXIe - 5632的问世，用户可轻松地将网络分析仪应用于设计验证和生产线测试中，完全摆脱传统网络分析仪成本高、占地面积大的束缚。 2. 网络分析仪的发展 矢量网络分析仪，比如图1所示的NI PXIe-5632可用于测量设备的幅度、相位和阻抗。由于网络分析仪是一种封闭的激励-响应系统，因此可在测量RF特性时实现绝佳的精度。而充分理解网络分析仪的基本原理对于最大限度地受益于网络分析仪至关重要。 图1.NI PXIe-5632矢量网络分析仪 在过去的十年中，矢量网络分析仪由于其较低的成本和高效的制造技术受到越来越多业内人士的青睐，其风头已经盖过标量网络分析仪。虽然网络分析理论已经存在了数十年，但是直到20世纪80年代初期第一台现代独立台式分析仪才诞生。
在此之前，网络分析仪身形庞大复杂，由众多仪器和外部器件组合而成，且功能有限。NI PXIe-5632的推出标志着网络分析仪发展的又一个里程碑，它将矢量网络分析功能成功地添加到软件定义的灵活PXI模块化仪器平台。 通常我们需要大量的测量实践，才能精确地测量幅值和相位参数，避免重大错误。在部分射频仪器中，由于测量的不确定性，小误差很可能会被忽略不计，而对于网络分析仪等精确的仪器，这些小误差却是不容忽视的。 3. 网络分析理论 网络是一个高频率使用术语，具有很多种现代的定义。就网络分析而言，网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配，最大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时，总会有一部分信号被反射，一部分被传输。图2为类比图。这就好比光源发出的光射向某种光学器件，例如透镜。其中，透镜就类似于一个电子网络。当光射入透镜时，根据透镜的属性，一部分光将反射回光源，而另一部分光则会传输过去。根据能量守恒定律，被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中，由于热量产生的损耗微乎其微，因此忽略不计。
安捷伦矢量网络分析仪
基于矢量网络分析仪E5071C的TDR与传统采样示波器TDR之间的测量性能和优势比较 序言 最近几年随着多Gbps传输的普及，数字通信标准的比特率也在迅速提升。例如，USB 3.0的比特率达到5Gbps。比特率的提高使得在传统数字系统中不曾见过的问题显现了出来。诸如反射和损耗的问题会造成数字信号失真，导致出现误码。另外由于保证器件正确工作的可接受时间裕量不断减少，信号路径上的时序偏差问题变得非常重要。杂散电容所产生的辐射电磁波和耦合会导致串扰，使器件工作出现错误。随着电路越来越小、越来越紧密，这一问题也就越来越明显。更糟糕的是，电源电压的降低将会导致信噪比降低，使器件的工作更容易受到噪声的影响。尽管这些问题增加了数字电路设计的难度，但是设计人员在缩短开发时间上受到的压力丝毫没有减轻。
随着比特率的提高，尽管无法避免上述问题，但是使用高精度的测量仪器可以对此类问题进行检测和表征。以下是使用仪器处理这些问题时必须要遵守的测量要求: a.在更宽的频率范围都要有很大的测量动态范围 实现高动态范围的一种方法是降低噪声。如果仪器噪声达到最低水平，就可 以把很小的信号 (例如串扰信号) 测量出来。 精确地测量高频元器件也很关键，因为它们是导致信号完整性问题的最常见原因。 b.激励信号要能精确地同步起来 在测量多条微带线之间信号的时序偏差时，精确同步的激励信号更能保证精确的测量结果。 c.快速进行测量并刷新仪表屏幕上显示的测量结果 能够快速进行测量并刷新所显示的测量结果可以使产品的设计效率更高并提高生产吞吐量。 传统上，基于采样示波器的时域反射计 (TDR) 一直用于电缆和印刷电路板的测试。由于这种示波器的噪声相对较大，同时实现高动态范围和快速测量具有一定难度，虽然通过取平均法可以降低噪声，但是这会影响测量速度。示波器上用于测量时序偏差的多个信号源之间的抖动，也会导致测量误差。此外，给TDR 示波器设计静电放电 (ESD) 保护电路非常困难，因此TDR 示波器容易被ESD 损坏。 这些问题只凭TDR 示波器基本上很难解决，只有通过E5071C-TDR — 基于矢量网络分析仪 (VNA) 的TDR 解决方案才能解决。 图1. 数字系统设计中的问题。
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矢量网络分析仪知识 一、概述 （一）用途 矢量网络分析仪是微波毫米波测试仪器领域中最为重要、应用最为广泛的一 种高精度智能化测试仪器，在业界享有“微波/ 毫米波测试仪器之王”的美誉， 主要用于被测网络散射参量双向S 参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测 量，广泛应用于以相控阵雷达为代表的新一代军用电子装备研制、生产、维修和 计量等领域，还可以应用于精确制导、隐身及反隐身、航空航天、卫星通信、雷 达侦测和监视、教学实验以及天线与RCS测试、元器件测试、材料测试等诸多领 域。 （二）分类与特点 矢量网络分析仪可以分为分体式矢量网络分析仪、一体化矢量网络分析仪、 高性能矢量网络分析仪、脉冲矢量网络分析仪、毫米波矢量网络分析仪、多端口 矢量网络分析仪、非线性矢量网络分析仪、便携式矢量网络分析仪、矢量网络分 析仪模块（目前只有 VXI 总线形式 ) 等类型产品。 分体式矢量网络分析仪特点 采用积木式结构，以主机、信号源、S 参数测试装置、控制机等独立设备系 统集成，配置灵活，技术指标较高，系列化产品工作频段覆盖 45MHz～ 170GHz，但体积庞大、连接复杂、对操作要求高，已逐渐被一体化、高性能矢量网络分析仪替代。 一体化矢量网络分析仪特点 采用集成式结构，将信号源、 S 参数测试装置、幅相接收机等集成在一个机箱 内，体积小、测试方便，代表着矢量网络分析仪体系结构的发展方向。早期的 一体化矢量网络分析仪工作频率主要为 20GHz以内，目前正向高性能的新一代产品线 全面过渡。 高性能矢量网络分析仪特点 采用基于多处理器的嵌入式计算机平台、基于模块化的多级倍频稳幅和宽带 混频接收架构以及基于Windows 操作系统的多线程实时测量软件平台，操作方 便，扩展灵活，技术指标较之以往产品有质的提升，工作频段覆盖300kHz ～ 67GHz，突破基于平台式体系架构设计的自主产品发展理论，代表着矢量网络分析仪的主 要发展方向。 脉冲矢量网络分析仪特点 以微波脉冲调制信号作为激励信号，在继承连续波矢量网络分析仪宽频带、 高精度和高速测量特点的基础上，能够在实时测量状态下获得被测电子元器件和电 子装备在脉冲调制激励信号状态下的幅频、相频和群时延特性信息，满足新体 制军用电子装备的测试需求，目前可实现 100ns 脉冲窄带信号测量，工作频率上限可 达 40GHz。 毫米波矢量网络分析仪特点 毫米波矢量网络分析仪是矢量网络分析仪在毫米波乃至更高频段的重要分 支，适用于毫米波/ 亚毫米波甚至更高频段器部件的幅频、相频和群时延特性的 测量，目前工作频率上限可达170GHz。 多端口矢量网络分析仪特点
矢量网络分析仪的使用——实验报告
矢量网络分析仪实验报告 一、实验内容 单端口：测量Open，Short，Load校准件的三组参数，分别进行单端口的校准。 a.设置测量参数 1)预设：preset OK 2)选择测试参数S11：Meas->S11; 3)设置数据显示格式为对数幅度格式：Format->LogMag; 4)设置频率范围：Start->1.5GHz，Stop->2.5GHz（面板键盘上“G”代 表GHz，“M”代表MHz，“k”代表kHz； 5)设置扫描点数：Sweep Setup->Points->101->x1（或”Enter”键或按 下大按钮）； 6)设置信号源扫描功率：Sweep Setup->Power->Foc->-10->x1->Entry Off （隐藏设置窗）。 b.单端口校准与测量 1)设置校准件型号：Cal->Cal Kit->85032F（或自定义/user）（F指femal 母头校准件，M指male公头校准件）； 2)Modify Cal Kit->Specify CLSs->Open->Set All->Open(m/f),返回到 Specify CLSs->Short->SetALL->Short(m/f)； 3)选择单端口校准并选择校准端口：Cal-Calibrate->1-Port Cal->Select Port->1（端口1 的校准，端口2也可如此操作）； 4)把Open校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端），点击Open，校准提示（嘀的响声）后完成Open校准件的 测量；得到的结果如Fig 1：单口Open校准件测量 5)把Short校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连 接端），点击Short，校准提示（嘀的响声）后完成Short校准件的 测量；得到的结果如Fig 2：单口Short校准件测量 6)把Load校准件连接到端口（或与校准端口相连的同轴电缆另一连
矢量网络分析仪测驻波方法
如何使用矢量网络分析仪测量天线的驻波比？ 1、打开网络分析仪，然后按下‘PRESET’键，准备进行设置。 2、设置监视的频率范围：按下‘FREQ’键，按下‘CENTER’软键，使用数字键输入扫频段的中心频率，例如144，然后按下‘MHz’软键。 3、按下‘SPAN’软键，输入测量带宽，使用数字键输入‘10’，然后按下‘MHz’软键。 4、选择测量端口：按下‘CHAN 1’键，然后再按下‘TRANSMISSION’软键。 5、选择测量类型：按下‘FORMAT’键，然后从菜单选择‘SWR’。 6、按下‘REFERENCE POSITION’软键，在屏幕菜单上选择‘9’，然后按下‘ENTER’软键。 7、设置测量标记为113MHz和115MHz：按下‘MARKER’键，然后在屏幕菜单上输入‘1’。使用数字键盘输入‘113’，然后按下‘MHz’软键。然后在屏幕菜单上输入‘2’。使用数字键盘输入‘115’，然后按下‘MHz’软键。 8、在‘REFLECTION’菜单下，按下‘CAL’，然后选择‘ONE PORT’。 9、在网络分析仪的RF OUT端，安装开路校准设备。 10、按下‘MEASURE STANDARD’，等一会儿，直到出现‘CONNECT SHORT’为止。 11、在网络分析仪的RF OUT端，安装短路校准设备，按下‘MEASURE STANDARD’，等一会儿，直到出现‘CONNECT OPEN’为止。 12、在网络分析仪的RF OUT端，安装50Ω的终端电阻，按下‘LOAD’，等一会儿，直到出现‘CONNECT LOAD’为止。 13、将天线电缆连接到在网络分析仪的RF的输出端。 14、在网络分析仪上，按下‘MARKER’，显示测量标记。 15、在‘REFLECTION’菜单下，按下‘MEAS’，即可显示出天线在144MHz的驻波比。