网络分析的基本原理
T/R结构包括一个稳定信号源,它能够提供指定频率和功率的正弦波信号;一个参考接收器R,它与功率分配器或定向耦合器相连,用于测量入射信号的幅值和相位。入射信号从网络分析仪端口1发出,馈入DUT的输入端。定向耦合接收器A测量任何反射回端口1的信号(包括幅值和相位)。定向耦合器和电阻桥功能类似,都可以用于分离信号,你可以根据性能,频率范围和成本要求进行选择。信号经过DUT传输进入网络分析仪的端口2,端口2处的接收器B用于测量该信号的幅值和相位。
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/115780.htm接收器针对不同的特性要求也有不同的结构,可被看作是带有下变频器、中频滤波器以及矢量检测器的窄带接收机,类似于矢量信号分析仪。它们可以提取出信号的实、虚部,用于计算幅值和相位信息。此外,所有接收器都与信号源使用相同的相位参考,你可以在相同的相位参考下计算接收信号与入射信号的相位关系。
T/R结构具有性价比高,结构简单,性能好的特点。但仅只支持前向参数测量,例如S11和S21。如要测量反向参数,需要断开并反转DUT,或者借助外部开关控制。由于不能切换源(入射信号)到端口2,端口2的纠错能力有限。如果T/R结构设计符合你的项目要求,这种结构是一种高精度和高性价比的选择。
全S-参数结构如图7所示,在参考接收耦合器后的信号通路中嵌入了一个开关。
当开关连通端口1,分析仪测量前向参数。当开关连通端口2,你无需重置DUT外部连接,就可以测量反向参数。端口2处的定向耦合接收器B测量前向传输参数和反向反射参数。接收器A测量前向反射参数和反向传输参数。
由于开关放置在网络分析仪的测量路径上,因此用户校准时需要考虑开关的不确定性。尽管如此,两个开关位置仍可能会有细微的差别。另外,随着时间的推移,开关触点磨损,需要更频繁的用户校准。为了解决这个问题,可以把开关移到源输出,并且采用两个参考接收机,R1和R2,分别对应前向和反向,如图8所示。由于采用了更高性能的架构,成本和复杂性也随之而来。
网络分析仪的基本结构绝大部分在测试装置中实现。一旦分析仪测量出入射信号(R参考接收器)和传输信号的幅值和相位,或者是反射信号(A和B接收器)的幅值和相位,就可计算出四个S-参数值,如图9所示。
您可以综合应用,性能,精度,和成本等因素,选择合适的网络分析仪结构。
误差和不确定度
理解矢量网络分析仪不确定度的来源有助于你采取行之有效的用户校准方法。对于图10所示的完整的双端口网络分析仪结构,我们从前向开始分析。
评论