Anritsu 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在實際測試工作中的應(yīng)用

1. 前言

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是主要用于兩信號之間的振幅，相位等關(guān)系的測量設(shè)備。通過測量模擬電路線性區(qū)域的傳輸和反射系數(shù)，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能揭示該模擬電路的所有特性，因此網(wǎng)絡(luò)分析儀被廣泛地應(yīng)用于分析各種不同部件 ，材料，電路，設(shè)備和系統(tǒng)。無論是在研發(fā)階段為了優(yōu)化模擬電路的設(shè)計，還是為了調(diào)試檢測電子元器件，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀都成為一種不可缺少的測量儀器。

2. Anritsu 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量功能介紹

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可通過采用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換器來測量所有參數(shù)。通常，采用S參數(shù)測試裝置作為轉(zhuǎn)換裝置。

S參數(shù)被用來分析高頻電路。S21 和S12 分別代表正向和反向傳輸因子，從而能得到傳輸特性。S11 和S22分別代表正向和反向反射因子，便能得到阻抗特性。

傳輸和阻抗特性

傳輸和阻抗特性是信號系統(tǒng)傳輸?shù)幕咎匦裕瑢鬏斚到y(tǒng)的認(rèn)知就是從這幾個特性開始的。Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀S21 和S12方向可以測試傳輸特性，傳輸特性包括幅度、相位、幅頻特性等；S11 和S22方向可以測試阻抗特性，阻抗特性包括駐波、反射功率等。

時延值測量

在用到波形傳輸?shù)膱龊?，如?shù)字通訊及視頻設(shè)備（多種頻率成分同時傳輸）等，時延時間的估量是非常重要的。在那些以精確時延值為基準(zhǔn)的系統(tǒng)中，準(zhǔn)確的時延值測量是很重要的。Anritsu網(wǎng)絡(luò)分析儀S21 和S12方向可以精確測試系統(tǒng)正向和反向的傳輸時延值。

時域分析

Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可進(jìn)行時域網(wǎng)絡(luò)分析，它使用FFT/IFT算法將基于頻域測量的數(shù)據(jù)變換到時域。

3. Anritsu 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量應(yīng)用

在任何測量系統(tǒng)中潛在誤差和不精確的一個來源就是其本身的校準(zhǔn)。儀器本身校準(zhǔn)的精度高低，決定了測量結(jié)果的誤差程度。Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀利用自校準(zhǔn)器，保證每次測量前儀器都可校準(zhǔn)的精度很高，從而保證了測量精度。下面我們就Anritsu網(wǎng)絡(luò)分析儀在工程測試中的幾個應(yīng)用來說明他的應(yīng)用。

* 傳輸衰減與時延值的測量

傳輸衰減與時延是系統(tǒng)鏈路評估中較重要的數(shù)據(jù)，精確測量很重要。對信號傳輸時間要求精度很高的系統(tǒng)，時延值測量的精確程度將決定系統(tǒng)的精度。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可方便的測量出系統(tǒng)傳輸?shù)乃p和時延值。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量傳輸衰減與時延值只能在同頻率下測量，利用S21 正向方向測量，測試方法見圖2。

測試前利用自動校準(zhǔn)器對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行通路校準(zhǔn)，將S21通路校準(zhǔn)為零。測試系統(tǒng)此時測試的幅度與時延即為所需測試的系統(tǒng)傳輸衰減與時延值。利用此方法，測試精度高，測試方便簡單，而且利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量頻帶寬的特點，可以很容易得到系統(tǒng)全頻帶特性。

* 幅頻特性的測量

幅頻特性是反映系統(tǒng)在一定帶寬內(nèi)傳輸信號能力的指標(biāo)，信號強(qiáng)度將隨著傳輸頻率的不同而變化。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以較方便的測量出系統(tǒng)的幅頻特性。設(shè)備連接同圖2。

測試前利用自動校準(zhǔn)器對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行通路校準(zhǔn)，將S21通路校準(zhǔn)為零。設(shè)置頻率與測試帶寬，PORT1連接被測試系統(tǒng)輸入端，并利用內(nèi)部信號源發(fā)
送功率，PORT2連接被測試系統(tǒng)輸出端，此時幅度測量所畫出的曲線即為幅頻特性曲線。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀含有的12個marker點可標(biāo)注所關(guān)心的頻率點。

* 幅相轉(zhuǎn)換的測量

在信號的傳輸中，幅度的變化會引起信號相位的變化，幅相變化特性是系統(tǒng)傳輸能力的重要指標(biāo)。利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的掃功率的功能可以輕易測出幅相轉(zhuǎn)換特性，并可畫出幅相轉(zhuǎn)換曲線圖。設(shè)備連接如圖2。

測試前利用自動校準(zhǔn)器對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行通路校準(zhǔn)，將S21通路校準(zhǔn)為零。設(shè)置測試頻率，PORT1連接被測系統(tǒng)輸入端，利用內(nèi)部信號源發(fā)射功率，將功率設(shè)為掃功率（如 -30dBm ~ -5dBm）。PORT2接被測系統(tǒng)輸出端，利用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試相位，畫出幅相轉(zhuǎn)換曲線，利用兩個marker點容易得到信號通過系統(tǒng)時每相差dB時相位變化度。

* 系統(tǒng)傳輸

駐波的測量

駐波是系統(tǒng)功率傳輸時反射功率的大小的指標(biāo)，當(dāng)駐波較大時，發(fā)射功率很大一部分就變成反射功率傳回來，如果反射功率較大，會發(fā)生一定的危險。駐波越小，則反射功率也越小，說明系統(tǒng)的傳輸性能好。

測量系統(tǒng)發(fā)射功率與反射功率的值，利用公式可計算出系統(tǒng)的駐波，但此種方法測試較復(fù)雜，還需通過計算，很不方便。Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可用PORT1端口S11前向測試直接得出系統(tǒng)駐波值。設(shè)備連接如圖3。

測試前利用校準(zhǔn)件對網(wǎng)絡(luò)分析儀PORT1進(jìn)行校準(zhǔn)，先利用短路校準(zhǔn)件進(jìn)行PORT1短路校準(zhǔn)，再利用斷路校準(zhǔn)件進(jìn)行PORT1斷路校準(zhǔn)，最后利用負(fù)載校準(zhǔn)件進(jìn)行PORT1負(fù)載校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后從PORT1端口發(fā)送功率并接入被測系統(tǒng)輸入端，利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試駐波功能測試。用這種方法測試駐波準(zhǔn)確、快速、簡單，并且測試精度高。

Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀具有強(qiáng)大的測試功能，我所介紹的幾個測試項目只是我們在工作中經(jīng)常需要用到的測試內(nèi)容。有很多測試項目利用Anritsu矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀同樣會使測試變得簡便，而且測試準(zhǔn)確、可信。