矢量网络分析仪介绍
矢量网络分析仪原理和使用方法课件
利用矢量网络分析仪自带的软件或第三方软件， 对采集到的数据进行处理和分析。
结果解读
根据测量结果，解读被测设备的性能指标，评估 其性能优劣。
04
矢量网络分析仪应用实例
通信系统测试
通信系统测试
矢量网络分析仪能够测试通信系统的传输性能，如信号的幅度、相 位和群延迟等，以确保系统性能稳定可靠。
信号完整性分析
微波元件测试
对于微波元件，如滤波器、放大器等，矢量网络 分析仪可以测试其频率响应、增益和群延迟等特 性。
可靠性分析
通过矢量网络分析仪，可以对电子元件进行可靠 性分析，如温度循环、湿度试验等，以评估元件 的寿命和稳定性。
雷达系统测试
雷达散射特性测试
01
矢量网络分析仪可以测试雷达系统的散射特性，如RCS（雷达
校准
根据需要，进行系统校准 ，以确保测量精度。
操作界面与设置
界面介绍
熟悉矢量网络分析仪的各 个功能键和显示窗口，了 解其基本功能。
设置参数
根据测量需求，设置合适 的频率范围、扫描参数等 ，确保测量准确度。
保存设置
完成设置后，保存参数， 以便下次使用。
数据采集与分析
数据采集
按照测量需求，选择合适的测试端口和电缆类型 ，进行数据采集。
高精度测试技术
误差校正和补偿技术
高精度测试技术需要采用误差校正和 补偿技术，如校准件校正、误差模型 拟合等，以减小测试误差和提高测试 精度。
信号处理算法优化
高精度测试技术需要优化信号处理算 法，如滤波、插值、拟合等，以提高 数据处理的速度和准确性。
自动化测试技术
自动化校准和测试流程
自动化测试技术需要实现自动化校准 和测试流程，以提高测试效率和降低 人工操作误差。
矢量网络分析仪学习
矢量网络分析仪学习矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是一种用来测量网络参数的仪器，主要用于研究和设计微波和射频电路。
它能够精确测量反射系数、传输系数、相位和群延时等参数，为电路设计和信号分析提供重要的工具。
本文将对矢量网络分析仪的原理、应用和使用方法进行详细介绍。
一、矢量网络分析仪的原理矢量网络分析仪的信号源产生高度稳定的射频信号，并通过测试通道将信号发送给被测设备。
测试通道通常由方向耦合器和同轴、微带线等传输线组成，用于控制和分配信号。
接收器接收来自被测设备的反射和透射信号，并将其转换为电压或功率信号。
计算机对接收到的信号进行处理和分析，通过数学算法计算出被测试设备的网络参数。
二、矢量网络分析仪的应用1.网络分析：矢量网络分析仪可以测量和分析被测试设备的频率响应、增益和相位等参数，帮助工程师设计和优化电路。
2.频率响应测试：矢量网络分析仪可以测量被测设备在特定频率范围内的频率响应，帮助工程师分析和解决信号衰减、失真和干扰等问题。
3.滤波器设计：矢量网络分析仪可以通过测量和分析滤波器的传输系数和反射系数，帮助工程师设计和调整滤波器的性能。
4.天线测试：矢量网络分析仪可以测量天线的增益、驻波比和波束宽度等参数，帮助工程师优化天线设计和性能。
5.信号分析：矢量网络分析仪可以测量和分析信号的相位、群延时和频率特性，帮助工程师了解信号的传播和失真情况。
三、矢量网络分析仪的使用方法1.设备连接：将测试端口与被测试设备连接，并确保连接可靠和稳定。
2.仪器校准：在进行测量之前，需要对矢量网络分析仪进行校准。
常见的校准方法包括开路校准、短路校准和负载校准等。
校准操作将确定参考平面和参考电阻等参数，确保测量的准确性。
3.参数设置：根据具体需求，设置待测设备的频率范围、功率级别和测量模式等参数。
4.数据采集：通过控制软件或前面板操作，启动测量并收集数据。
矢量网络分析仪将发送射频信号，并接收被测设备的反射和透射信号。
矢量网络分析仪
矢量网络分析仪矢量网络分析仪是一种广泛应用于通信、无线电设备和电子电路实验的精密测试仪器。
它可以测量电路中各种参数，如反射系数、传输系数和阻抗等，并为分析电路的性能提供数学模型。
本文将对矢量网络分析仪的原理、结构和应用进行详尽介绍。
一、矢量网络分析仪的原理矢量网络分析仪的原理是基于麦克斯韦方程组和电磁场理论。
在基础电磁理论的基础上，矢量网络分析仪将电信号分为正弦波和相位两部分进行测量，通过计算这些部分的幅度和相位差异，可以确定电路中各种参数的值。
这里简单介绍一下矢量网络分析仪的基本工作原理。
1.1 反射系数的测量反射系数是指信号在电路中反射时与源信号之间的关系。
在矢量网络分析仪的测量中，反射系数的测量可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号，并在电路的接收端检测到其反射信号，然后测量两个信号之间的相位和振幅差异，来计算反射系数的值。
1.2 传输系数的测量传输系数是指信号从电路的输入端到输出端的传输效率。
在矢量网络分析仪的测量中，传输系数可以通过在电路的输入端和输出端分别加入正弦信号，并测量两个信号之间的相位和振幅差异，来计算传输系数的值。
1.3 阻抗的测量阻抗是指电路对电流和电势差的响应，其强度和方向受到电路的各种参数的影响。
在矢量网络分析仪的测量中，阻抗可以通过向电路输入一个特定频率的正弦信号，并通过测量电路中的电流和电势差，来计算阻抗的值。
二、矢量网络分析仪的结构矢量网络分析仪的结构主要分为三部分：源信号、接收器和计算机控制系统。
源信号负责向电路中输入正弦信号，接收器负责检测电路中的反射和传输信号，计算机控制系统则负责数据处理和分析。
下面将对这些部分的结构和功能进行详细介绍。
2.1 源信号源信号是矢量网络分析仪的核心部分之一。
它主要通过向电路中输入不同频率和振幅的信号来测量电路的性能。
源信号通常由射频信号发生器（RF signal generator）或特定的示波器（oscilloscope）提供，其输出功率和波形必须具有高度稳定性和可控制性。
矢量网络分析仪使用教程
矢量网络分析仪使用教程矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，简称VNA）是一种用于测量和分析电磁网络参数的高精度仪器。
它主要用于测试和优化射频和微波器件的性能，如天线、滤波器、放大器、集成电路等。
本文将为您提供一份针对矢量网络分析仪的使用教程，帮助您快速上手使用该仪器。
一、仪器介绍矢量网络分析仪是一种精密仪器，主要由信号源、接收器和调制器等组成。
它能够通过在被测设备上施加相应的输入信号，并测量输出信号的幅度和相位，从而计算出设备的散射参数（S-parameters）。
矢量网络分析仪通常具有高精度、宽频率范围和高灵敏度等特点，能够提供准确的测量结果。
二、基本操作1. 连接被测设备：首先，将矢量网络分析仪的输出端口与被测设备的输入端口连接，确保连接牢固。
如果被测设备具有多个端口，需要逐个连接。
2. 仪器校准：在测量之前，需要对矢量网络分析仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
通常有三种常见的校准方法：全开路校准、全短路校准和全负载校准。
具体的校准方法可以根据被测设备的性质和实际需求进行选择。
3. 设置测量参数：在测量之前，需要设置一些测量参数，如频率范围、功率级别、测量类型等。
这些参数可以根据被测设备的特性和实际需求进行调整。
4. 启动测量：配置好测量参数后，可以开始进行测量。
在测量过程中，矢量网络分析仪会自动控制信号源和接收器，并采集输入和输出信号的数据。
5. 数据分析：测量完成后，可以通过矢量网络分析仪的软件对测量数据进行分析和处理。
常见的数据处理操作包括绘制频率响应图、计算散射参数、优化器件设计等。
三、注意事项1. 确保连接正确：在使用矢量网络分析仪进行测量前，需要确保所有连接正确无误，以避免测量误差的发生。
同时，还需要确保连接的电缆和连接器的质量良好，以减小测量误差。
2. 避免干扰源：在进行测量时，需要避免与其他无关信号源相互干扰，如电源噪音、射频噪声等。
可以通过在实验室中采取屏蔽措施来减小干扰。
矢量网络分析仪的原理介绍
矢量网络分析仪的原理介绍矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，简称VNA）是用于测量微波电路参数的一种测试仪器。
它可以同时测量幅度和相位，由此可以得到电路的S参数，进而确定电路的电学特性。
原理VNA的核心是一组相互独立的大功率信号源和敏感的接收器，它们分别通过大量的各向异性元件、耦合器以及各种整流器、差分与单端平衡器和放大器等等电路连接起来。
VNA中最基本的组件是频率控制单元，它使用一个可变频率信号源来生成一个宽频信号作为输入信号，并令它经过电路中的传输诸元、非线性元件、各种过渡网络等，从而获得电路的各种参数。
VNA的工作原理可以简单地分为以下几个步骤：1.VNA内置的信号源生成一个可变频率的信号，并将该信号通过耦合器输入待测电路中；2.信号在待测电路中进行传播，经过一些变化，并从待测电路中输出；3.输出信号再通过耦合器进入VNA中的接收器，接收器将输出的信号与输入的信号进行比较，以测量待测电路的各种参数；4.VNA将测量所得的各种参数进行处理，即可确定待测电路的S参数。
优点VNA具有以下几个优点：1.高精度和高灵敏度：VNA的测量精度通常可达到0.1 dB，接近于理论计算值，测试范围也非常宽；2.测量速度快：VNA的测量速度通常可以达到数毫秒，节省了大量的时间；3.大量的参数：VNA可以测量电路的各种参数，如S参数、Y参数、Z参数等等；4.多功能应用：VNA不仅可以测量微波电路，也可以用于其他领域如光学、无线通信等。
应用VNA的主要应用领域有以下几个：1.无线通信：VNA可以测量各种无线通信设备的电学特性，如天线、滤波器、变频器等等；2.微波电路设计和生产：VNA可以帮助设计人员快速准确地了解电路的性能，并帮助改进电路设计；3.光学：VNA可以用于测量光学器件的特性，并对光学器件进行性能评估；4.材料研究：VNA可以帮助研究人员了解各种特性材料的电学特性。
总结矢量网络分析仪是一种常用的微波测试仪器，它可以测量电路的各种参数，具有高精度和高灵敏度等优点，已经成为无线通信、微波电路设计和生产、光学、材料研究等领域必备的测试仪器。
矢量网络分析仪简单操作手册
矢量网络分析仪简单操作手册矢量网络分析仪是现代测试仪器的重要组成部分，它能够对电路、天线系统、微波元器件等进行频率域分析，并且能够有效地对电路进行仿真与优化。
但是对于初学者来说，操作起来可能会有些困难。
本文将为大家介绍矢量网络分析仪的简单操作手册，方便大家更好地掌握这一设备的使用方法。
一、矢量网络分析仪基本原理矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，VNA）是用于测量高频电磁信号传输、反射、损耗等特性的测试仪器。
矢量网络分析仪将测试信号分为两路，一路称为正向信号，一路称为反向信号，通过正反两路信号的相位差和幅度差，可以准确地测量出样品在频率范围内的反射系数、传输系数、阻抗等参数。
矢量网络分析仪的工作频率通常在几千兆赫至数十吉赫之间，是一种高频仪器。
二、矢量网络分析仪的基本操作方法矢量网络分析仪的基本操作方法分为以下几步：1、打开电源：启动仪器时，需要首先打开电源开关，待仪器自检过程完成后，可以进入相关测试操作。
2、连接测试样品：将测试样品接入机器测试接口，最好选用高质量的测试线缆，并确保线缆的末端没有过长，以保证测试的精度。
3、设置测试参数：在进行测试前，需要设定相应的测试参数，例如频率范围、增益、测量模式、环境温度等，以便仪器能够对测试样品进行正确的测试。
4、执行测试：按下测试按钮开始测试，矢量网络分析仪会通过正反两路信号的相位差和幅度差计算出测试样品的反射系数、传输系数、阻抗等参数。
5、记录测试结果：测试完成后，需要记录测试结果，并根据测试结果进行分析及优化。
三、矢量网络分析仪的应用场景矢量网络分析仪广泛应用于电磁场测量、微波元器件测试、天线系统测试、电子设备测试、通信系统测试等领域。
在电路设计和测试中，矢量网络分析仪可以帮助工程师精确地分析、优化和改进电路性能，提高电路设计的可靠性和稳定性；在通信领域，矢量网络分析仪可以用于测试天线系统的性能，优化信号传输效果，提高通信的可靠性和稳定性。
矢网分析仪原理解析
矢网分析仪原理解析目录一、矢网分析仪概述 (2)1. 定义与功能介绍 (2)2. 常见应用场景 (4)3. 发展历程及现状 (5)二、矢网分析仪基本原理 (6)1. 信号传输与接收原理 (8)2. 信号分析与处理技术 (9)3. 矢量调制与解调原理 (10)三、矢网分析仪主要组成部分 (12)1. 信号输入与输出模块 (13)2. 信号处理与分析模块 (14)3. 控制与显示模块 (16)四、矢网分析仪工作流程解析 (17)1. 信号接收与处理流程 (18)2. 数据分析与处理流程 (19)3. 结果展示与输出流程 (20)五、矢网分析仪关键技术探讨 (21)1. 矢量校准技术 (22)2. 动态范围与灵敏度技术 (24)3. 实时分析处理技术 (25)六、矢网分析仪应用实例分析 (26)1. 通信系统测试应用实例 (27)2. 雷达系统测试应用实例 (28)3. 电子对抗应用实例 (30)七、矢网分析仪发展趋势与展望 (31)1. 技术发展趋势分析 (32)2. 市场发展与应用前景展望 (34)八、实验与操作指导 (35)1. 实验环境与设备介绍 (36)2. 实验操作流程介绍 (37)3. 实验数据处理与分析方法介绍 (38)九、常见问题与解决方案 (39)1. 常见故障类型及排查方法介绍 (39)2. 常见误差来源及校正方法介绍 (40)3. 用户操作注意事项及维护保养建议 (41)一、矢网分析仪概述矢网分析仪，又称为网络分析仪或微波网络分析仪，是一种用于测量和模拟复杂电磁波信号的强大工具。
它结合了频谱分析、网络分析和信号分析的功能，广泛应用于雷达、通信、电子对抗、航空航天等领域。
矢网分析仪的基本工作原理是通过发送和接收信号，测量信号的幅度、相位、频率等参数，以及信号在传输过程中的衰减、反射、传输损耗等特性。
通过对这些参数的分析，可以评估系统的性能，优化设计方案，提高系统的可靠性和稳定性。
矢量网络分析仪介绍
A
Crosstalk
B
DUT
频率响应
反射跟踪 (A/R) 传输跟踪 (B/R)
源匹配
负载匹配
6个正向误差，6个反向误差
反射－单端口模型
RF in Ideal
误差适配器
RF in 1
ED = 方向性
S11A S11M S11M
ED
ERT
ES
S11A
ERT = 反射跟踪 ES = 源匹配
为修正误差，我们测量3个标 准件，从而得到3个公式来来 求出各项误差系数
Time
f 1
输入
DUT
输出
f 1
Frequenc y
非线形特性:
Tim e
输出的信号可能发生频率的 改变（如混频器） 可能其它频率附加信号（如 谐波、互调产物）
f 1
Frequency
群时延
Frequency wຫໍສະໝຸດ tg群时延纹波Dw
Phase
D
to 平均时延
群时延 (t )
-d dw
g =
反射参数
反射系数
G
Vreflected = = Vincident
r
=
F
G
回波损耗 = -20 log(r),
r
ZL - ZO = Z L + ZO
Emax Emin
无反射
(ZL = Zo)
电压驻波比
Emax VSWR = Emin
=
1+r 1-r
全反射
(ZL = open, short)
0
r
RL VSWR
E L = 正向负载匹配 E TT = 正向传输跟踪 E X = 正向个隔离度 E L' = 反向负载匹配 E TT' = 反向传输跟踪 E X' = 反向隔离度
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a1
E L'
b1
S 21 A S 11A S 22 A
b2
E S' E D'
a2
E TT'
S 12 A
E X'
S22a
=
(1
E RT S11m - ED
ES )(1
ERT ' S22m - E D '
ES ')
-
E
L
'
E
L
(
ETT S21m - E
X
ETT ' )( S12m - E X
ERT ' ( S22m - E D ' )( 1
Port 1
EX
Port 2
a1
ES
ED
b1
E RT
E D = 正向方向性 E S = 正向源匹配 E RT = 正向反射跟踪
E D' = 反向方向性 E S' = 反向源匹配 E RT' = 反向反射跟踪
S 21A S 11A S 22 A
E TT
b2
a2 EL
S 12A
E L = 正向负载匹配 E TT = 正向传输跟踪 E X = 正向个隔离度
8
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
E RT S11m - ED
ES ) -
E
L
'
(
ETT S21m - E
X
ETT ' )( S12m - E X ' )
f 初始相位 w 弧度/秒 f度
f Hz (w = 2 p f)
Frequency
群时延的纹波能够说明相位的失真 通过平均时延能够得到DUT的长度
6
测量S-Parameters
正向
参考信号
a1 S 11
反射信号
b1
S 21
传输信号
DUT
b2 a2 = 0
Z0
Load
S 11 = S 21 =
反射信号 参考信号
4
线形特性/非线形特性的表征
Sin 360o * f * t
Time
输入
DUT
f1
Frequency
A
A * Sin 360o * f (t - to)
线形特性:
输入和输出的频率相同，不会产
to
Time
生其它频率的信号
A 相位漂移 = to * 360o * f
输出信号较输入信号只可能在幅 度和相位上改变
漂移误差 校准完成之后系统的性能发生的一些变化 主要由环境温度等变化引起。
测量数据
Errors:
系统误差 随机误差 漂移误差
未知元件
11
系统测量误差
HP公司推出矢量网络分析仪时，该分析仪被称为 “世界测量仪器之王”，就是因为他们提供了系统的 误差模型，使测量技术大大前进了一步。
R
A
方向性
Crosstalk
矢量网络分析仪介绍
1
高频信号的特性
参考信号
R
反射信号
A
反射
反射信号
A
参考信号 = R
传输信号
B
传输
传输信号 参考信号
B =R
SWR
S-参数 S11, S22
反射系数 G, r
回波损耗
阻抗,导纳 R+jX, G+jB
增益 / 损耗
S-参数 S21, S12
群时延
传输系数 T,t
插入相位
2
反射参数
G r 反射系数
矢量网络分析仪框图
信号源
参考信号 反射信号
DUT
传输信号
参考 (R)
功分器
反射 (A)
传输 (B)
接收 / 检波
信号处理 / 显示
10
测量误差模型
系统误差 由于仪器本身以及测试设置的不理想引起 不随时间发生变化
随机误差 随时间随机变化 (不可预测的) 主要原因有: 仪器的噪声, 开关和连接器的重复性等
求出各项误差系数
S11M = ED + ERT
S11A 1 - ES S11A
了解这些，我们很容易就能够得到全双端口的误差模型
13
单端口校准前后的测量曲线
0 2.0
校准前
20 1.1
回波损耗 (dB) VSWR
40 60
6000
校准后
MHz
1.01
1.001 12000
14
2端口的误差模型
正向模型
B
DUT
频率响应
反射跟踪 (A/R) 传输跟踪 (B/R)
源匹配
6个正向误差，6个反向误差
负载匹配
12
反射－单端口模型
RF in Ideal
S11M
S11A
RF in S11M
误差适配器 1
ED
ES
ERT
ED = 方向性
S11A ERT = 反射跟踪
ES = 源匹配
为修正误差，我们测量3个标 准件，从而得到3个公式来来
=
Vreflected Vincident
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
回波损耗 = -20 log(r),
r=
Emax Emin
电压驻波比
VSWR =
Emax Emin
1+r = 1-r
无反射
(ZL = Zo)
0
¥ dB
1
r
RL VSWR
全反射
(ZL = open, short)
1
0 dB
f 1
Frequency
输出
非线形特性:
输出的信号可能发生频率的
Time
改变（如混频器）
可能其它频率附加信号（如
谐波、互调产物）
f1
Frequency
5
群时延
f Phase Df
Frequencyw t g
Dw
to
群时延纹波 平均时延
群时延 (t ) g =
-d f dw
=
-1 d f 360 o * d f
¥
3
传输参数
V Incident
DUT
V Transmitted
传输系数 = T
tÐ f V Transmitted
=
=
V Incident
插入损耗 (dB) = - 20 Log
V Trans V Inc
= - 20 log t
增益 (dB) = 20 Log
V Trans V Inc
= 20 log t
E L' = 反向负载匹配 E TT' = 反向传输跟踪 E X' = 反向隔离度
在这里，要求4个S参数同步刷新 当然使用仪器的测量人员不需要 知道这些误差修正的公式
但是，能够了解各项误差的意义 ，有助于针对测试需求做不同的 校准，从而提高效率和测量的准 确性
反向模型
Port 1
Port 2 E RT'
=
b1 a1
传输信号 参考信号
=
b
2
a1
a2 = 0 a2 = 0
S 22 = S 12 =
反射信号 参考信号
=
b2 a2
传输信号 参考信号
=
b
1
a2
a1 = 0 a1 = 0
Z0
Load
a1 = 0
b 1 传输信号
DUT
S 12
b2
S 22
反射信号
反向
a2
参考信号
7
S参数关系
对于互易网络，有：S12＝S21 对于对称网络，有：S11＝S22 对于无耗网络，有：（S11）2＋ （S12）2＝1