天华中威科技微波小课堂_矢量网络分析仪基本结构和原理

天华中威科技微波小课堂_矢量网络分析仪基本结构和原理

矢量网络分析仪简称矢网或网分，网络是指信号传输通道，主要功能是分析射频微波信号传输通道频域特性S参数（散射参数），包括信号的传输和反射所有特性，常用测试参数有：插入损耗、回波损耗、增益、驻波、相位、时延、阻抗等。

双端口矢量网络分析仪基本结构原理

定向耦合器是网络分析仪内部连接端口的第一个射频部件，将通过端口的前向信号，耦合输出给参考接收机a通道，将进入端口的反向信号，耦合输出给测量接收机b通道。

接收机是由混频器、本振、滤波器及ADC和数字处理构成，混频滤波后的中频信号进行矢量I/Q分解，获得波量a、b的幅度和相位值。各个b/a波量之间的比值，得到S参数值。各个接收机通道是相参的，使用同一个本振且同步测试。

信号源提供端口输出信号，衰减器选件应用在较高增益的放大器测量。

矢网的校准，是准确测量前的必要准备工作，校准方法和步骤是矢网标准功能之一，按步骤连接一系列校准件（已知精确S参数的器件），使测试接口的幅相校准调零。

矢量网络分析仪测试项目

1.波量

波量描述电磁波的传输量值和方向。

波量是矢量，含幅度和相位，可表示为A∠Φ，或者复数x+jy。

波量幅度单位是√W，归一化电压。

波量a：参考接收机测量值，功率为a²。

波量b：测量接收机测量值，功率为b²。

2.S参数

S11=b1/a1

S21=b2/a1

S12=b1/a2

S22=b2/a2

3.反射系数

描述入射波与反射波的比值，反射系数表征被测端口的阻抗匹配程度，端口越接近匹配特性阻抗，反射波量越小，反射系数越小。

4.回波损耗

反射系数幅值表示为对数dB

5.驻波比

反射系数的另一种表述方式，驻波比也表征被测端口的阻抗匹配程度。

在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波谷。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比。

6.传输系数

描述被测件DUT输出波量与入射波的比值，表征DUT对信号的衰减或放大的倍数。

7.插入损耗

增益

传输系数幅值表示为对数dB

8.复阻抗

网络分析仪通过反射系数获得DUT的端口阻抗。

9.相位

S参数的角度

10.群时延

群时延是表征电磁波色散现象的物理量，表示各个频率的信号通过DUT的时间，通过S参数的相邻频点相位差与频率差之比计算得来。

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