深圳网络分析仪小常识

说起网络分析仪，我想大家一定不会陌生；作为射频、微波领域最常见的仪表之一；我们对它可以说再熟悉不过，今天我们就来聊聊我们的这个好伙伴。

图1 网络分析仪

1、什么是网络分析仪

网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。

2、网络分析仪的分类

2.1标量网络分析仪

只测量幅度信息，不支持相位的测量。接收机采用二极管检波，没有选频特性，动态范围小。

2.2矢量网络分析仪

测量幅度和相位信息。接收机采用调谐接收，具有选频特性，能够有效抑制干扰和杂散，动态范围大。

图2 网络分析仪测试动态范围

3、 网络分析仪的测试对象

3.1单端口或双端口

天线、匹配终端、滤波器、衰减器、隔离器、放大器、连接件、电缆

3.2多端口

多工器、多路开关、电桥、定向耦合器、功分器、环行器、变压器、平衡器件

3.3变频器件

混频器、调制器、变频前端

图 3 矢网的测量功能

当上述器件需要用于组装设备，需要验证技术条件；当用于传送通信信号时，需要保证无失真传输；当吸收功率时（如天线），需要保证有好的匹配等网络分析仪显得尤为重要。

4、 网络分析仪的原理

为完成被测件传输/反射特性测试，网络分析仪包含：激励信号源； 提供被测件激励输入信号；信号分离装置， 含功分器和定向耦合器件，分别提取被测试件输入和反射信号。接收机；对被测件的反射，传输，输入信号进行测试；处理显示单元; 对测试结果进行处理和显示。

图4 网络分析仪组成框图

5、 主要测试参数简介

网络分析仪可以对测量结果逐点进行误差修正，并换算出其他几十种网络参数，如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗（或导纳）、衰减（或增益）、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等（PS:一般公司主要用于产品的传输、反射[S11、S12、S12、S22]、VSWR的测试）

器件性能的描述有两个方面：传输性能和反射性能。传输性能的指标定义：Gain，Phase，Group delay。反射性能的指标定义：VSWR，Γ，ρ，Impedance。

所以，从我们平时使用网络分析仪来测试研发或者生产的产品时，主要关注的时微波器件的反射系数（回波损耗）、增益/差损、隔离度/方向性、群时延等主要的参数特征。无论哪家仪器仪表供应商提供的网络分析仪都是基于这个原理和应用去进行开发和设计的，只不过每家供应商在网络分析仪的实现方式、人机操作界面、频率覆盖、测试速度、指标高低等具体细节方面有所区别，其他的功能方面都大同小异，这个还要取决于使用者的习惯和认同。

图 5 矢网测量天线参数

6、 如何提高网络分析仪的测试精度

网络分析仪误差来源：

1）系统误差：由于测试仪表原理或测试设备引起，变化有规律；能够被定量描述；可通过校准消除。

2）随机误差：设备噪声、开关重复性、连接器重复性，随时间随机变化；不能通过校准消除。

3）飘移误差：主要由温度变化造成，通过定期计量消除。

关于这些误差，一般可通过定期计量来消除；在每次测试时正确合理使用校准件进行校准，也是可以提高测试精度的。

7、 校准的基本分类

1）频响校准（归一化校准）：简单，只能消除跟踪误差（频响误差），相当于归一化处理。

2）矢量校准（单端口校准，双端口校准以及多端口校准）： 需要测试更多校准件，可消除更多误差项目。

图6 校准件

但是作为射频领域最专业仪表之一的网络分析仪，绝对不是我们科普这么简单的。

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