矢量網(wǎng)絡分析儀原理
圖7 定向耦合器反向傳輸特性
對定向耦合器測試的重要指標為其方向性(Directivity),方向性為定向耦合器反向工作隔離度與正向工作耦合度差值。方向性指標反映耦合器分分離正反兩個方向信號的能力。可以被視為反射測試的動態(tài)范圍。
測量定向耦合器有一種簡易方法,不需要正向和反向連接測試。當定向耦合器內(nèi)部負載損耗功率相當小時,該方法得到的結(jié)果與真實值相近。
首先,在主臂輸出端接一個短路負載,由于全反射,耦合端輸出反映耦合度,對該值進行規(guī)一化處理后端接匹配負載。此時耦合端只是有限隔離度引起的泄露信號。因為已經(jīng)進行了規(guī)一化處理,最后讀值就是耦合器方向性。
反射測試中,定向耦合器對于被測件反射信號而言是正向連接,定向耦合器耦合端輸出反映反射信號信息。
網(wǎng)絡分析儀測試反射特性時,由于定向耦合器有限的方向性影響,耦合器耦合端會包含泄露的輸入激勵信號,該信號會與反射信號進行矢量疊加,造成反射指標測試誤差。
被測件匹配性能越好,定向耦合器方向性對測試影響越大。
網(wǎng)絡分析儀中的接收機
由功分器,定向耦合器及輸出端得到的信號輸入到相應接收機進行處理,為對這些信號進行分析,網(wǎng)絡分析儀內(nèi)置多臺接收機。
網(wǎng)絡分析儀是一個包含激勵源和接收設(shè)備的閉環(huán)測試系統(tǒng)。
圖8 網(wǎng)絡分析儀接收機
網(wǎng)絡分析儀中檢測信號主要有兩種基本方法。
方法1:二極管檢波,二極管檢波提取射頻信號輸入包絡電平,輸出電壓反映輸入信號功率。如果輸入信號為連續(xù)CW信號,為DC檢波,如果輸入為幅度調(diào)制信號,為AC檢波。二極管檢波只反映信號幅度信息,丟失了射頻載波信號的相位信息。
方法2:調(diào)諧接收機。調(diào)諧接收機將輸入信號進行下變頻后通過ADC變?yōu)閿?shù)字量后處理。這樣可以得到信號的相位和幅度信號。
如果您使用過功率計,就會了解檢波器測量信號的特點。首先檢波器是寬帶功率測試,既如果檢波器工作頻率范圍是10M至18G,其功率顯示結(jié)果應為該頻率范圍內(nèi)存在的所有信號功率和,而沒有選頻測試功能。由于這個原因,使用檢波器的標量網(wǎng)絡分析儀會對被測件輸出端的失真及雜波信號沒有區(qū)分能力,而會造成錯誤測試結(jié)果。
但標量網(wǎng)絡分析儀對變頻和非變頻的被測件使用相同的方法進行測試。
檢波器能檢測的功率范圍是有限的,例如為;-50dBm~10dBm, 這會限制標量網(wǎng)絡分析儀測試的動態(tài)范圍。
調(diào)諧接收機由于中頻信號要通過帶通濾波處理,由于檢波器帶寬測試模式,這種無選頻測試會造成大測試噪聲帶寬(20G),而調(diào)諧接收機的中頻帶寬可小至1KHz,這樣可保證接收機有很好的測試靈敏度,而且對被測件輸出信號中雜波失真成分有很好抑制作用。
調(diào)諧接收機靈敏度度與其設(shè)置中頻濾波器帶寬有直接關(guān)系,中頻帶寬越窄,進入接收機噪聲能量越少,靈敏度相應提高,但輸出信號響應時間會變長,網(wǎng)絡分析儀測試速度會下降。