随着Agilent PNA-X/PNA系列网络仪的推出，传统网络仪的测试功能甚至很多测试应用的方法正在发生变化，所以PNA-X网络仪是网络分析仪测试技术发展的里程碑式的产品，PNA-X网络仪的主要技术突破主要包含以下几个方面：
PNA-X网络仪技术突破 | 具体说明 | 应用价值 |
支持完整的被测件类型 | 支持对天线，放大器，衰减器，混频器，脉冲器件等类型器件的测试 | 作为射频微波器件的测试平台，满足研发和生产测试应用要求。 |
完整的测试功能 | 提供完整的测试参数，包含：传输反射线性S参数，点频和扫频状态下的功率压缩点，交调抑制参数和噪声参数测试。 | 能实现器件的单次连接完整参数测试，提高测试效率和精度。 |
激励信号的相位扫描 | 激励信号能进行频率，功率和相位扫描测试，研究器件在激励信号参数变化情况下工作性能。 | 相位控制电子系统的性能参数测试，例如：相控阵天线系统或智能天线系统。 |
非线性测试和建模能力 | 能提供被测件非线性谐波或交调成份的幅度和相位信息，完成器件非线性参数的测试和建模。 | 改变功率放大器的设计流程，大大提高仿真设计的准确度。 |
在Agilent PNA-X网络仪的测试功能中，引入了测试类(Measurement Class)的概念，在应用中，根据被测件的类型和测试参数不同来进行选择。例如：测试器件的类型可以分为非变频器件和变频器件，测试参数可以设定为线性S参数，非线性参数（包含功率压缩参数和交调抑制参数）和噪声系数参数。
图7 Agilent PNA-X的测试功能
图8为PNA-X网络仪典型测试显示结果，利用多个测试通道(Channel)来定义多参数测试，包含通道1的驻波，增益测试，通道2的交调测试（支持点频和扫频），通道3的功率压缩点测试（支持点频和扫频测试），通道4的噪声系数测试和通道6的脉冲时域测试。测试中不需要改变被测件连接，只需要切换测试通道就能完成所有参数测试，这对于应用的价值，这不是简单减少了连接的次数和测试时间，由于射频微波器件的很多指标是互相关联影响，需要在设计中进行折衷优化设计，例如端口匹配要综合考虑噪声系数和增益性能，在调试状态下同时观察驻波和噪声系数能大大提高器件产品的调试速度。而且所有这些参数的测试都是基于网络仪的校准状态下进行，能大大提高测试的精度。
图8 Agilent PNA-X网络仪完成单次连接多参数测试
PNA-X为射频微波器件应用技术发展的重要贡献还包含非线性X参数的测试和建模，基于PNA-X构建的非线性网络仪系统NVNA（Nonlinear Vector Network analyzer）能测试非线性器件谐波和交调成份的幅度和相位，提供完整的时域和频域测试结果，基于X参数测试和模型的建立大大提高了功率放大管非线性模型的准确度，使仿真设计功率放大器的结果更加准确和具备实用价值。现在微波电路元器件厂家已经开始提供X参数模型，并成功完成了100W级功率放大管的建模测试，仿真结果和实测结果完全匹配。
很多应用需要宽带信号源和宽带分析仪，典型的应用包含宽带雷达，捷变频电台，电子对抗，宽带无线通信，数字预失真功率放大器算法验证等。针对这些应用，现在能提供宽带的矢量信号源和宽带矢量信号分析仪解决方案。单台仪表能实现44GHz频率范围内2GHz信号带宽的信号建立和分析能力，还可以通过扩频装置将频率范围扩展到更高频段。典型的仪表型号配置如表2所示。
2.2.3 宽带测试仪表
图9非线性网络仪测试结果
表2 宽带信号源和分析仪表
宽带测试仪表 | 基本技术性能 |
M8190A宽带任意发生器 | 内置高速DAC电路，最高采样率12GHz， 位数12Bit。直接输出信号带宽：5GHz。 |
E8267D微波矢量源 | 支持2GHz宽带IQ调制器。输出信号频率范围：44GHz,调制带宽：2GHz. |
N9030A微波信号分析仪 | 内置ADC支持160MHz分析带宽，利用宽带下变频输出功能，信号分析带宽可达到800MHz。 |
DSOX 96204Q宽带示波器 | 信号采样率达到160G，信号分析带宽为63GHz。 |
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图10 Agilent宽带测试应用解决方案
图10所示为Agilent宽带矢量源和矢量信号分析的配置方案。信号源包含M8190A宽带任意波发生器和E8267D微波矢量信号源。基于高性能宽带DAC技术，M8190A能合成带宽和频率范围为5GHz的任意波信号，对于毫米波频段的覆盖，M8190A输出的基带信号可以通过E8267D的矢量IQ调制将输出频率扩展到44GHz，调制带宽不超过2GHz。对于分析仪，N9030A内置400MHz 采样率ADC电路，分析带宽为160MHz,对于更宽的分析带宽要求，N9030A可以提供实时的宽带下变频处理功能，变频的带宽为800MHz,然后利用示波器来对该中频信号进行分析。对于超过800MHz的分析带宽要求，可以采用高速示波器直接采集分析，Agilent Q系列实时示波器采用基于磷化铟技术的160G采样率的ADC，最大分析带宽能达到63GHz。
图11为宽带测试仪表的具体应用实例，包含带宽为2GHz的宽带线性调频信号和带宽为4GHz的噪声功率比（NPR）信号。
图11 宽带信号建立和分析验证举例
2.2.4 多通道测试仪表
对于复杂的射频微波组合电路和相控阵天线等设备，这些设备的通道数量很多，需要匹配的多通道测试仪表，首先对于器件参数测试的多端口仪表，网络仪可以通过多端口扩展装置将测试端口扩展到12个或更多，同时网络仪的多参数显示和多端口德尔高效校准方法也至关重要。Agilent ENA-C和PNA等系列网络仪能支持多端口扩展测试要求。图12为PNA-L网络仪扩展为12端口的矢网测试系统。
图12 Agilent多端口网络仪
对于多通道的信号源系统和分析仪系统，模块化的仪表结构非常适合这样的测试要求，可以根据实际要求来灵活配置，图13为Agilent基于PXI总线结构的4通道矢量分析仪，能满足26.5GHz范围内带宽1.5GHz的测试要求。激励源由M9330A任意波发生器和其它配置方案实现。
图13 Agilent模块化多通道接收机系统
总结
先进射频微波测试能为技术开发提供新的技术途径，大大提高应用技术开发的效率和质量，测试仪表能在产品的概念规划，仿真设计和实物验证等阶段发挥重要作用，是核心技术突破的重要技术资源。
参考文献
[1]李建宇. 射频微波测试技术白皮书[G/DK].北京：安捷伦科技（中国）有限公司.[2012]
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