網(wǎng)絡(luò)分析儀中如何理解矢網(wǎng)的框圖

在理解矢網(wǎng)的框圖前，可以先看一下次條文章中的S參數(shù)定義。

(一) 傳輸反射系統(tǒng)

矢網(wǎng)的最基本的框圖可以是這樣：

一個(gè)激勵(lì)源，作為DUT(待測設(shè)備)的輸入

一個(gè)接收機(jī)，接收DUT的輸出信號(hào)

信號(hào)分離裝置，以分離入射波和反射波。

當(dāng)進(jìn)行S參數(shù)測量時(shí)，在同一個(gè)端口的信號(hào)中，既包含入射信號(hào)，也包括反射信號(hào)，所以一般說來，在每個(gè)端口處都需要一個(gè)激勵(lì)源和兩個(gè)接收機(jī)。

早期的測量系統(tǒng)，稱為TR系統(tǒng)，即傳輸/反射系統(tǒng)。

意思就是只測量一個(gè)方向的傳輸或者反射響應(yīng)。

S參數(shù)主要有四種波，a1,b1,a2,b2，而TR系統(tǒng)，只能測試增益(b2/a1)和回波損耗(b1/a1)，也就是說，每次只能測試其中的三種，分別是a1,b1,和b2。當(dāng)然，想測試a2，也不是不可以，把DUT調(diào)過來，然后再測一遍。

標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀一般采用TR系統(tǒng)，一些低成本的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀有時(shí)候也會(huì)用。

下圖為TR系統(tǒng)的簡單框圖。

參考接收機(jī)放置在端口1，測量a1波；

一個(gè)測試接收機(jī)放置在端口1，測量b1波，稱為反射接收機(jī)；

一個(gè)測試接收機(jī)放置在端口2，測量b2波，稱為傳輸接收機(jī)。

使用兩電阻的功分器或者耦合器，將激勵(lì)源產(chǎn)生的兩個(gè)信號(hào)分成兩部分，一部分作為DUT的輸入信號(hào)，另外一部分作為參考信號(hào)。

端口1中的定向耦合器或者定向電橋，用來分離通路中的a1(入射信號(hào))和b1(反射信號(hào))。

(二)老版本的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀

對TR系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，即可得到一個(gè)完整的S參數(shù)測試系統(tǒng)。

在每個(gè)端口增加一個(gè)定向耦合器，并對每個(gè)端口提供激勵(lì)源。

老版本的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀一般采用開關(guān)，在各端口之間切換信號(hào)源。如下圖所示，圖中顯示了兩種框圖。

三個(gè)接收機(jī)的版本（上圖）在過去的低成本或射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀中很常見，但在很大程度上已經(jīng)被四個(gè)接收機(jī)的版本所取代，因?yàn)楫?dāng)a1,a2,b1,b2都有獨(dú)立的接收機(jī)時(shí)，可以提供更多更好的校準(zhǔn)選擇。

(三)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)分析儀

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)分析儀則有兩個(gè)或更多的內(nèi)部信號(hào)源，這樣，可以有多個(gè)端口同時(shí)輸出信號(hào)。如下圖所示。

雖然在傳統(tǒng)的S參數(shù)測量中沒有要求有多個(gè)端口同時(shí)輸出信號(hào)，但是一些高級(jí)測量，如雙音IMD、或差分器件測試則可以很好地利用這些額外的信號(hào)源。

在這些系統(tǒng)中，通常在參考臂和測試臂中都使用定向耦合器，以降低從源到測試端口的損耗，可以在端口處獲得更高信號(hào)功率。這個(gè)系統(tǒng)可以同時(shí)在任何一個(gè)端口提供輸出，或者在成對的端口中提供兩個(gè)不同的頻率，這對于混合器測試應(yīng)用是很有用的。

參考文獻(xiàn)：

Joel P. Dunsmore，

HANDBOOK OF?MICROWAVE COMPONENT?MEASUREMENTS? WITH ADVANCED VNA TECHNIQUES

編輯：黃飛

?