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更新时间:2026-04-20
浏览次数:13网络分析仪是一种评估被测电路网络(DUT;被测设备)特性的设备。
具体来说,可以测量输入信号对被测器的衰减和阻抗。 特别是,它能够评估电子元件及其他元件的高频特性,因此具有广泛的应用,包括传输器件。
网络分析仪的输出由S参数(散射参数)表示。 S参数中定义的物理量包括正反射(S11)、正向透射(S21)、反向透射(S12)和反向反射(S22)。
网络分析仪大致分为SCARA网络分析仪和矢量网络分析仪(VNA),其中矢量网络分析仪(VNA)不仅提供幅度信息,还提供相位信息,具有广泛的应用。
它被用于开发高频放大器的匹配电路,并结合其在高频应用中的应用,这也是网络分析仪的优势。这里,设计基于每个放大器、天线和滤波器的精确S参数进行。
在处理高频的电路网络中,传输线如设备和电缆的阻抗不一致性可能导致功率损失和信号失真,因此常被用来评估阻抗匹配。
网络分析仪配备了信号源、信号分离器、定向耦合器和至少三个接收器。
信号源
信号源负责向系统提供信号,由合成器提供。
信号分离器
信号分离器使用电阻分流器,输入信号分支到电路信号和接收器(参考信号R)。
方向耦合
器方向耦合器将输入波和反射波分开,接收端(参考信号A)测量反射波。
被测器件的输出由第三接收机(传输信号B)测量。评估通过比较信号进行,例如S11定义为A/R,S21定义为B/R。
此外,网络分析仪的高精度测量还通过精确校准得到保障。校准时使用具有预先已知特性的标准机器。常用的校准方法是SOLT方法,这是一种可以是短负载、开路负载和匹配负载的标准,同时采用结合参考平面的直接连接(THRU)测量。
为了实现极其精确的测量,会注意避免从多个角度出现误差,如连接器紧固扭矩、环境温度、输入信号和电缆稳定。
网络分析仪在日语中称为电路网络分析仪。 目前有矢量网络分析仪(VNA)和SCARA网络分析仪,矢量网络分析仪如今被广泛使用。
网络分析仪有一个S参数用于测量传输和反射测量中幅度的变化,但S参数也称为S矩阵,并以编号形式定义。 编号方法是“Sij i = 输出端口,j = 输入端口",对于 S11 来说,它代表输入信号在端口 1 上传输到端口 1 的测量值。 S12意味着来自端口2的入射信号被传输到端口1。
S参数的测量可以通过使用VNA测量仪器进行测量。 然而,VNA在测量前需要使用多种校准方法进行校准。
VNA校准的基本方法是使用三台标准机器。 广为人知的校准方法包括前述的SOLT校准法、未知直通校准法和TRL校准法。
阻抗是表征电子电路、电子元件和电子材料的重要参数,是指在特定频率下干扰交流电流向电路的重要交流电量。 阻抗测量方法有多种类型,每种方法都有其优缺点。
测量方法的选择必须考虑所需的频率范围和阻抗测量范围的测量条件。 测量方法包括桥接法、共振法、I-V法、网络分析法、时域网络分析法和自动平衡桥法。
举个例子,我们将解释桥接法。 桥式方法的优点包括高精度(约0.1%)、能够用多种测量仪器覆盖宽频范围,以及测量成本低廉。 但缺点是需要平衡操作,且一台设备只能覆盖较窄的频率范围。 桥式方法的测量频率范围可达约300 MHz的直流电。
网络分析仪最大频率的扩展现已扩展至亚太赫兹频段(220GHz)。 这是因为预计下一代通信标准6G很可能会使用被称为D波段的140GHz频段。
然而,亚太赫兹频段的高频使其容易受到电气长度误差和寄生元件的影响,因此包括射频探头和电缆在内的整体校准精度极为重要。
实际上,一次可校准的频率范围通常有限,制造商们正相互竞争开发易于使用的测量仪器,包括校准间的数据连接处理以及添加专用于毫米波段的频率扩展器。
网络分析仪通常是处理小信号(如被测阻抗评估和S参数)的测量仪器,但由于如今调制分析、大信号评估和小信号评估分析常作为一组进行,网络分析仪逐渐能够进行调制分析,而调制分析主要由传统频谱分析仪处理。这是一个已经被释放到的情境
未来,网络分析仪将被广泛应用于多种应用,包括高信号分析和调制分析,用于开关、滤波器、高频(RF)放大器、LNA及其他各种射频前端的评估。
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