网络分析仪测量过程中的误差分析
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器件和电路的工具。
它可以通过模拟和数字信号处理技术，对电压和电流的振幅、相位以及其它参数进行精确测量。
本教程将介绍如何正确使用矢量网络分析仪进行测试和分析。
1. 连接仪器：首先，将矢量网络分析仪的射频输出端口与待测设备连接。
确保连接的线缆和连接头无损坏，并保持良好接触。
接下来，将矢量网络分析仪的射频输入端口与信号源连接，用以提供测试信号。
同样，确保连接线缆无损坏，保持良好接触。
2. 设置测试参数：通过矢量网络分析仪的操作界面，设置测试参数。
通常包括频率范围、功率级别、带宽等。
根据测试的需求，选择适当的参数设置。
3. 校准：在进行任何测试之前，必须进行校准。
校准过程旨在消除测试系统中的误差，确保测量结果的准确性。
常见的校准方法包括开路校准、短路校准和负载校准。
根据厂家提供的说明书，按照指示进行校准操作。
4. 进行测量：校准完成后，可以开始进行测量。
根据需要选择所需的测量参数，如S参数、功率、相位等。
通过修改测试参数，可以获取更详细的信息。
5. 分析数据：测量完成后，可以对数据进行分析。
矢量网络分析仪通常提供丰富的数据分析和显示功能。
可以通过画图、计算和查看不同参数的数值等方式，深入了解被测设备的性能特征。
6. 导出结果：最后，将测量结果导出到计算机或其他设备中。
矢量网络分析仪通常提供多种数据导出格式，如CSV、TXT 等。
选择合适的格式，并保存数据。
以上是使用矢量网络分析仪的基本步骤。
根据具体的应用场景和要求，可能还需要进行更复杂的操作和分析。
因此，在实际使用中，建议参考矢量网络分析仪的用户手册和厂家提供的技术支持，以获得更详细的指导和帮助。
测量误差的预测与控制方法
测量误差的预测与控制方法导语：在科学研究和工程应用中，测量是一项非常重要的任务。
然而，由于各种因素的影响，测量结果往往不可避免地存在误差。
因此，准确预测和控制测量误差是保证实验结果和工程项目可靠性的关键。
本文将介绍测量误差的预测与控制方法。
一、测量误差的分类测量误差可以分为系统误差和随机误差两种类型。
系统误差是由于测量仪器、环境和操作员等原因引起的偏差，通常在一系列测量中保持相对固定的值。
随机误差是由于不可预见的因素造成的，其大小和方向在不同测量中随机变化。
二、预测测量误差的方法1. 历史数据分析法历史数据分析法通过对同类型测量的历史数据进行统计分析，来预测未来测量中可能出现的误差。
该方法基于假设：未来的测量误差与过去的测量误差具有一定的相关性和稳定性。
通过对数据的趋势、变异性和周期性等特征进行分析，可以得出误差的大致范围和分布规律。
2. 实验设计方法实验设计方法是通过设计一系列特定的实验来研究和分析测量误差。
在实验过程中，通过对不同因素的控制和调整，可以得到误差与变量之间的关系，从而建立误差预测模型。
根据模型的预测结果，可以对未来测量误差进行估计和控制。
3. 数学模型建立方法数学模型建立方法是将测量误差问题抽象为数学模型，通过建立模型来预测和控制误差。
常用的数学模型包括回归模型、时序模型、神经网络模型等。
建立模型需要根据实际情况确定模型的参数，然后通过参数的估计和优化来实现误差的预测和控制。
三、控制测量误差的方法1. 优化测量方法优化测量方法是通过改进测量方法和测量仪器，减小误差的产生。
例如，选择合适的测量方法、提高测量仪器的精度、消除环境干扰等措施可以有效降低系统误差和随机误差的产生。
2. 数据处理方法数据处理方法是用于降低测量误差的有效手段。
例如，平均值滤波、中值滤波、加权平均等方法可以减小数据中的随机误差。
在数据处理过程中，合理选择滤波算法和参数设置，可以提高数据的精确性和稳定性。
3. 故障诊断与校正方法故障诊断与校正方法是用于纠正仪器故障和对测量结果进行修正的方法。
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。
网络分析仪使用手册
1 2
4
二．注意事项
1 在测试设备前面始终有一个导电的工作台垫 2 在进行清洁、检查或连接到对静电敏感的器件或测试端 口之前，您自己始终应接地 3 在连接到分析仪测试端口或其它对静电敏感的器件上之 前，始终应将测试电缆的内导体接地 4 在进行器件连结时，请利用利用扭力扳手完成最终连接，进行 紧固，直到达到扭力扳手，不要冲过起始停止点，可以利用辅 助扳手防止连接器主体旋转
图９
第 9 頁，共 1８頁
審核 :
吳健誌
製表：王彦武
仪 器 作 業 說 明
一. 操作說明
网络分析仪（Agilent E5071B） ENA 网络分析仪操作步骤<４-2>
版 本
0
2 设置测试状态
a. 配置最大通道数和迹线数 System Setup Press: Misc Setup Return Channel/Trace
５ ４ 图７ ３
第 7 頁，共 1８頁
審核 :
吳健誌
製表：王彦武
仪 器 作 業 說 明
一. 操作說明
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Handler I/O 接口 并行接口 串行接口 键盘／鼠标接口 LAN／USB 接口 GPIB 接口 VGA 输出 内部参考输出 内部参考输入
网络分析仪（Agilent E5071B） ENA 网络分析仪接口<3-1>
Vinc
Vref=? 图３
第 3 頁，共 1８頁
審核 :
吳健誌
製表：王彦武
仪 器 作 業 說 明
网络分析仪（Agilent E5071B） ENA 网络分析仪测试基础知识<1-4>
版 本
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一. 操作說明 １ S 参数 S 参数是用入射波和反射波和描述网络特性 如图４所示 Reflected S11= Incident Transmitted S21= incident Reflected S22= Incident Transmitted S12= Incident 二．注意事项
矢量网络分析仪的原理及测试方法
13
Advantest 网络分析仪的应用范围
应用 元器件
通信 车用电子 IT 设备
VHA N/A RF NA
游戏机
TV/DVD
晶体谐振器
晶体滤波器 陶瓷振荡器 陶瓷滤波器
SAW 滤波器 介貭滤波器
14
蜂巢式手机的电路框图与使用的主要元器件
高频器件
VHF NA RF NA (R3765/R3767CG) RF Filter ANT
VCO
MOD CODE Microphone
Power Amp RF Filter
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网络分析仪做元器件测试的系统配置
测试方案
网络分析仪 做生产线测试
VHF band
Semi-microwave Microwave
band
band
Mili-wave band
频率带宽
高产量
工位测试
低成本
貭检测试
高可靠性
RF IN
1 ED Es ER S11A
S11M
S11AER S11M = ED + 1 – ES S11A
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2 端口全校正
* 定向性 * 信号源匹配 * 负载匹配 * 传输跟踪 * 补偿反射跟踪 * 高精度校正2端口器件的所有 S 参数 - 需用 开路/短路/负载/直通 4种标准校正器具
反射特性: 在每个端口得到开路/短路/负载的较正数据.每个标准 器具应有与直通器相同的电子长度去消除电长误差. 传输特性: 用直通标准器连接并做直通短路校正.
O O O O O
驻波比
6
网络分析仪原理 矢量网络分析参数
传输 * 幅度响应 * 衰减/增益 * 相位响应 * 群延时 * 前向/反向传输 反射 * 反射系数 * 阻抗 * 导纳 * 电压驻波比 * 输入/输出反射
网络分析仪的原理详解
网络分析仪的原理详解网络分析仪基本原理无线射频一种独特的仪器网络分析仪是一种功能强大的仪器，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，尤其在测量无线射频（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以应用于更具体的场合，例如，信号完整性和材料的测量。
随着业界第一款PXI网络分析仪—NI PXIe - 5630的推出，你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的束缚，轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。
网络分析的基本原理网络分析仪的发展你可以使用图1所示的NI PXIe-5630矢量网络分析仪测量设备的幅度，相位和阻抗。
由于网络分析仪是一种封闭的激励-响应系统，你可以在测量RF特性时实现绝佳的精度。
当然，充分理解网络分析仪的基本原理，对于你最大限度的受益于网络分析仪非常重要。
网络分析的基本原理图1. NI PXle-5630 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，流行度超过了标量网络分析仪。
虽然网络分析理论已经存在了数十年，但是直到20世纪80年代早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，且功能受限。
NI PXIe-5630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赋予了灵活，软件定义的PXI模块化仪器平台。
通常我们需要大量的测量实践，才能实现精确的幅值和相位参数测量，避免重大错误。
由于射频仪器测量的不确定性，小的错误很可能会被忽略不计。
而网络分析仪作为一种精密的仪器能够测量出极小的错误。
网络分析的基本原理网络分析理论网络是一个被高频率使用的术语，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，而另一部分被传输，类似于图2所示。
散射参量(S参量)设计与应用
散射参量（S参量）设计与应用王绍金编写散射参量（S参量）设计与应用 (1)一、二端口网络参数 (2)1）Z参数 (2)2）Y参数 (3)3）h参数和ABCD参数 (3)二、散射参量的定义 (3)三、散射参量的物理意义 (6)五、Z参量与S参量之间的转换 (9)六、散射参量的测量 (9)网络仪系统组成原理 (10)标量网络分析仪 (10)矢量网络分析仪 (11)网络分析的校准方法 (11)1）误差修正基本概念 (11)2）单端口的反射测量的误差 (12)3）三项误差修正 (13)4）双端口误差修正 (14)七、散射参量测量实例（HP4195A） (15)一般的测量顺序 (15)HP4195A发送/反射测试装置 (15)MEASURING S-PARAMETERS（测量S-参数） (16)八、参考文献: (20)一、二端口网络参数为了有效地减少无源、有源器件的个数，避开电路的复杂性和非线性效应，简化电路输入、输出特性关系，可用网络模型来代替基本电路。
在射频电路设计中，最常用的就是双端口网络，包括衰减器、移相器、放大器、滤波器、匹配电路甚至混频器之内的很多电路都可以用它来描述。
下面将对它进行简单的介绍，并给出它的各种参数。
图1.1给出了二端口网络模型。
图1.1二端口网络在图1.1中，已经确定了一些电压、电流的方向和极性相关的基本规定。
正确的描述一个二端口网络需要确定其输入输出阻抗、正向和反向传输这四个参数。
根据不同的需要，人们定义了等价的几套参数来描述二端口网络。
1）Z 参数22212122121111i z i z v i z i z v +=+=矩阵形式为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡212221121121i i z z z zv v （1-1） 式中的每一个阻抗元素可以通过下面规则求得()m k i i v z k m nnm ≠==0 （1-2）这表明第m 个端口的输入电流i m 而且其它端口均处与开路状态（即 i k =0）时，第n 个端口测得的电压是v n 。
矢量网络分析仪原理
矢量网络分析仪原理矢量网络分析仪是一种用于测量和分析微波网络参数的仪器，其原理基于电磁波在网络中的传播和反射特性。
在现代通信系统和雷达系统中，矢量网络分析仪被广泛应用于网络性能的评估和优化。
本文将介绍矢量网络分析仪的原理及其工作过程。
首先，矢量网络分析仪通过向被测网络中注入测试信号，并测量其在网络中的传播和反射情况来获取网络参数。
其工作原理基于电磁波在网络中的传播和反射特性。
当测试信号进入网络后，部分信号会被网络中的各种元器件反射回来，而另一部分信号则会继续向前传播。
通过测量这些传播和反射信号的幅度和相位，矢量网络分析仪可以计算出网络中各种参数，如传输损耗、驻波比、相位延迟等。
其次，矢量网络分析仪的工作过程可以分为两个主要步骤，校准和测量。
在进行测量之前，矢量网络分析仪需要进行校准以确保测量结果的准确性。
校准过程包括对矢量网络分析仪的各种内部参数进行调整，以消除系统误差和衰减。
一旦完成校准，矢量网络分析仪就可以进行网络参数的测量。
通过向网络中注入测试信号，并测量其在网络中的传播和反射情况，矢量网络分析仪可以计算出网络的各种参数，并将其显示在屏幕上供用户分析和评估。
在实际应用中，矢量网络分析仪可以用于多种场景，如天线测试、滤波器设计、无线通信系统性能评估等。
其高精度和灵活性使其成为微波领域中不可或缺的工具。
通过对网络参数的准确测量和分析，矢量网络分析仪可以帮助工程师们优化系统性能，提高系统的可靠性和稳定性。
总之，矢量网络分析仪是一种用于测量和分析微波网络参数的重要工具，其原理基于电磁波在网络中的传播和反射特性。
通过对网络中的传播和反射信号进行测量和分析，矢量网络分析仪可以准确地计算出网络的各种参数，并帮助工程师们优化系统性能。
在未来的发展中，矢量网络分析仪将继续发挥重要作用，推动微波技术的发展和创新。
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０ 引 言
网络分 析仪 是 用 来测 量 各 种 网络参 数 的仪器 ， 它 以扫频 的方式 给 出各散 射参 数 的幅度 、相 位频 率 特性 。通 过扩 展不 同 的网络接 口，可 以实 现对混 频 器 件 、平 衡器 件 、多端 口器件 、天 线 、电缆等 多种
过被 测 设备 到达 另 一端 测试 口 （ ｏｔ） Ｐ ｒ ，然 后进 人 ２
第３ ９卷 第 １期
Ｖ（１ ９ ）． ３ Ｎｏ． １
铁 道 技 术 监 督
网络 分 析 仪测 量 过 程 中的误 差 分 析
李 洋 － ，陈海康 ｚ
（１ 北 京 交通 大 学 电子 信 息 工 程 学 院 ，北 京 １０４ ；２ 铁 道 部产 品质 量 监 督 检验 中 心通 信 信 号检 验 站 ． ００４ ．
，
北 京 １０ ８ ０ ０ １）
摘
要 ：通过对网络分析仪 内部各机构工作原理的分析 ，找 出测试过程 中产 生误差 的原 因 ，将所存在的
误差分 为系统误差 、随机误差和漂移误差 ３类。重点阐述 系统误差 的形成 ，通过 比较和分析频响 、方 向性 失配 、串扰等系统误差 ，进一步说明不 同误差对测试结果的影响。介绍现 阶段试验过程 中系统误差 的校准方
信 号从 左端 进入 定 向耦 合 器 ，理 想状 态下 入射 信 号完 全通 过定 向耦 合器 ，产 生反射 后 反射信 号 与 入 射信 号分 离 ，进入 相应 内部 接收机 。但 在实 际传
输 过 程 中 ，输 入 测 试 信 号 在 耦 合 端 会 出现 漏 泄 现
象 ，这 样入 射漏 泄会 与反射 信 号形成 矢量 叠加 进入
接 收 机 ，造 成 反射 特 性 的测 试 误 差 ，即方 向性 误
差。
的平 均值之 差 。在使 用 网络 分析 仪测 试 时 ，随 机误
差是 随机变 化 、不 可 预知 的 ，所 以不 能通 过校 准消
图 ３为方 向性误 差对 测试 结果 的影 响示例 。
除 。利 用 网络分析 仪测 试过 程 中 ，随机误 差主 要 出 现在 开 、关 动作 的重 复 性 、测 试 件 插拔 的重 复性 、
了精确 还原被 测器 件 的理想 反射及 传输特 性 ，必须
考 虑 测 试 仪 器 内部 及测 试 过 程 中所 产 生 的各 种 误
差 ，并 努力将 其影 响 降至最 小 。
１ 网络 分 析 仪 工 作 原 理
网络分 析仪 内部结 构如 图 １ 示 。网络 分析仪 所 工作 时 。先 由内部 信 号源产 生给定 功率 的测试 频率 信号 ，测 试信 号通 过 功率分 配器 输 出能 量相 等 的 ２
测 试动 态 范 围和测 试 精度 。 目前 所 做 的试 验 工作 ，
主要 是 利用 网络 分析 仪 的散射 参数 （ 数 ）网络 ｓ参 测 量产 品的反 射特 性 和传 输 特 性 ，例 如反 射 系数 、 插 入损耗 、驻 波 比 、相移 和群 延时 等参数 ，并通 过
史 密斯 圆 图来 显示 端 口阻抗 与传输 特性 的关 系。为
仪 表 内部 随机产生 的 噪声 （ 激励 源相 位噪声 、采 样
噪声 、中频 接收 机本底 噪声 等 ） 。 漂移误 差是 指测 量仪器 计量 特性 的慢 变化 引起 的误差 ，是 一种 随时 间或 随使用 次数 而变 化 的系统
洋术 监 督
仪 测 试 时 ，系 统 误 差 是 由于 仪 表 装 置 的 不 理 想 或 被 测 试 设 备 的不 匹 配 所 引起 ，可 重 复 出 现 ，变 化 相 对 有 规 律 ，所 以在 测试 过 程 中可 以 通 过 校 准 来
消除。 随机误 差又称 偶然 误差 ，是 指测 量结果 与 重复 性 条件 下对 同一被 测 量进行 无 限多次 测量 所得 结果
法 ，分析校准原理 ，总结频响校准和单
口校准的校准件选取 、消除误差项及特点。
关键 词 ： 网络 分 析 仪 ；系统 误 差 ；误 差 分 析 ；校 准
中 图分 类 号 ：Ｔ ９ １ Ｂ ７
文 献 标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１ ０ — １８ （０ ）Ｏ — ００ ０ ０６９７ ２ １ １ １０ １— ４
信 号 发 生 折射 和反 射 ，反 射 信 号 通 过 定 向耦 合 器
网络分 析仪 测试过 程 中产生 的误差 主要有 系统
误差 、随机 误差 和漂移 误差 ３ 。 类 系 统 误 差 又 叫规 律 误 差 ，是 指 在 重 复性 条 件 下 ，对 同 一被 测 量 进 行 无 限 多 次 测 量 ，所得 结 果
（ 责分 离 同一 物 理 路 径 上 相 反方 向传 播 的信 号 ） 负
与折射信号分离 ，进入测量接收机 Ａ；折射信号通
收 稿 日期 ：２ ｌ—ｌ一 １ Ｏ ｏ Ｏ ２ 作 者 简 介 ：李
・
的平 均值 与被 测 量 真 值 之 差 ，是 一 种 在 相 同 的测 量 条 件 下 的测 量 值 序 列 中数 值 、符 号 保 持 不 变 或 按 某 确定 规 律变 化 的测 量 误 差 。在 使 用 网 络 分 析
测量接收机 Ｂ 。这样 ，将接收机 Ｒ １中的源信 号 、 接 收机 Ａ中 的反 射 信 号及 接 收 机 Ｂ中通 过 被测 设
备后 的信 号进行 分析计 算 ，便得 到被测 设备 的反射
特性 （ ／ Ａ Ｒ）和传输 特性 （ ／ 。 ＢＲ）
通 信产 品的测 试 。通 过精 确 的校准后 ，具 有很 高的
图 １ 网络 分 析 仪 内部 结构
２ 网络 分 析 仪 测试 过 程 中 的误 差分 析
２１ 误 差分 类 ．
路信号 ，一路进入接收机 Ｒ ，另一路经衰减器 由 ｌ 被 测 件 相应 的测 试 口 （ ｏｔ）发 出 ，通 过 测试 线 Ｐｒ １
缆 到 达被 测 设 备 （ Ｕ ） Ｄ Ｔ 。在 设 备 端 口 （ Ａ）测试