微波網路分析儀

網路分析儀是測量微波網路參數的一種儀器，可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口微波網路的複數散射參數，並以掃頻方式給出各散射參數的幅度、相位頻率特性。

基本介紹

• 中文名：微波網路分析儀
• 外文名：microwave network analyzer
• 功能：測量微博網路的複數散射參數等
• 特點：自動網路分析、換算等

概述

網路分析儀是測量微波網路參數的一種儀器，可直接測量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口微波網路的複數散射參數，並以掃頻方式給出各散射參數的幅度、相位頻率特性。自動網路分析儀能對測量結果逐點進行誤差修正，並換算出其他幾十種網路參數，如輸入反射係數、輸出反射係數、電壓駐波比、阻抗（或導納）、衰減（或增益）、相移和群延時等傳輸參數以及隔離度和定向度等。

傳統不足

一些早期產品雖然測量精度仍然較高，但其功能與現代網路分析儀相比已明顯落後，典型的有如下幾點：

(1)測量通道少，有的只有2個通道；

(2)本機數據存儲方式落後，有的無法直接與外界交換數據，有的只能用軟碟；

(3)螢幕跡線顏色顯示單一，通常只有綠色；

(4)不易實現自動測量。但由於其價格較為昂貴，完全淘汰這些仍然具有很高測量精度的儀器無疑非常可惜。

誤差

網路分析儀的測量誤差基本來自3個方面：系統誤差、隨機誤差和漂移誤差。其中，系統誤差是由於儀器 設計本身的不理想性引起的，這種誤差在測量過程中，可以通過校正方法予以消除，隨機誤差主要來自儀器 內部器件的噪聲，如信號源的相位噪聲等，它隨著時間在不斷變化，是不可預知的，因而不能通過校正方法 來消除，漂移誤差主要指由頻率和溫度變化而引起的誤差，它可以通過對儀器重新校正消除。

微波網路技術分析儀

其中，由於定向耦合器阻隔特性不理想，信號源輸出的一部分信號直接由定向耦合器的阻隔端進入反射通道所引起的誤差稱為方向性誤差。信號源的信號未經過測試設備直接進入接收機所引起的誤差稱為泄漏誤差，從測試設備的2個測試連線埠分別向系統的信號源和接收機方向看去的等效反射係數不為零，即阻抗不匹配引起的誤差稱為源失配誤差和負載失配誤差。反射通道和傳輸通道的耦合度頻率回響和變頻器幅相頻率回響不同而引起的誤差稱為頻率回響誤差，其中包括反射頻率回響誤差和傳輸頻率回響誤差。上面列舉了系統測量的6種正向誤差，而對於二連線埠網路特性的所有系統測量誤差還應包括與正向誤差相對應的反向誤差，即總共12種誤差。

校準

完整的二連線埠誤差模型包括正方向上的所有上述6項誤差以及反方向上的同樣6項誤差(數據不同)，總共12項誤差。這就是二連線埠校準常常稱之為12項誤差修正的原因。網路分析儀有幾種不同的校準方法，能有效地消除測量數據中誤差項的影響。

1、頻率回響校準

頻率回響校準為反射或傳輸測量提供了歸一化的測試裝置，如果最終測量精度不作要求時，它是最簡單的誤差修正方法，適用於測量匹配好、低損耗的部件。

2、頻率回響和隔離度校準

為傳輸測量中的回響、串擾或反射測量中頻率回響、方向性誤差的修正提供了歸一化的回響，套用於匹配好、高損耗部件的測量。

3、單連線埠校準

單連線埠校準為反射測量提供了方向性、源匹配和反射跟蹤的矢量誤差修正，消除了反射測量中的三項系統誤差。當然，校準時所使用的校準件(開路器、短路器和匹配負載)必須是有溯源數據的。這樣才能保證校準數據的精確可靠。這些過程實現了單連線埠和兩連線埠部件具有適當端接條件下的高精度的測量。

4、兩連線埠全校準

兩連線埠全校準，為兩連線埠部件的傳輸和反射測量提供了正、反向信道中，方向性、源匹配、負載匹配、隔離度和頻率回響的矢量誤差修正。該校準方法配以s參數測試裝置，為兩連線埠部件的傳輸和反射測量提供了最佳的幅度、相位測量精度。

虛擬微波網路分析儀

通道擴展技術

當需要虛擬程式中某個邏輯通道工作時，首先將該邏輯通道的特徵參數，如與原儀器對應的通道、待測S參數、測量參數(如衰減值，駐波值)、顯示參數(參考值，每格值等)所對應的指令通過GPIB電纜依次寫入原儀器指定的通道。這裡約定，反射參數的測量映射到原儀器的1通道上，傳輸參數的測量映射到原儀器的2通道上。原儀器執行完所接收的指令後，再將測量數據傳回PC機上虛擬儀器對應的邏輯通道，經虛擬程式相應模組對數據進行處理後，將結果按要求顯示在PC機螢幕上。

微波網路技術分析儀

數據交換技術

當調試增益均衡器或濾波器等器件時經常需要在螢幕上顯示參考曲線，以方便調試。由於VISA協定不僅可以正向傳輸數據，藉助原儀器的指令，也可方便地從PC將參考數據反向寫入原儀器的通道存儲器，這樣就可真正實現數據雙向傳輸功能。該子程式既可以從螢幕實時輸入數據，也可打開預先存儲好的excel數據檔案輸入數據。另外還可將已有的目標曲線數據保存為檔案，留備後用。

自動測量技術

當進行大量數據採集或反覆進行程式化的測量時，如果能實現一鍵式自動測量，無疑會極大提高工作效率，同時也會減少人為因素引入的錯誤測量過程和結果。一些新式網路分析儀雖然隨機附有與PC的通信程式，但由於考慮通用性每次只能執行一條指令，所以還無法真正實現自動測量。