矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀原理
信號(hào)源提供被測件激勵(lì)信號(hào),由于網(wǎng)絡(luò)分析儀要測試被測件傳輸/反射特性與工作頻率和功率的關(guān)系。所以,網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)信號(hào)源需具備頻率掃描和功率掃描功能。
為保證測試的頻率精度,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)信號(hào)源采用頻率合成方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)掃寬設(shè)置為零時(shí),輸出信號(hào)為點(diǎn)頻CW信號(hào)。
網(wǎng)絡(luò)分析控制其輸出功率依靠ALC和衰減器兩個(gè)部分完成。ALC保證輸入信號(hào)功率的穩(wěn)定和功率掃描控制,由于ALC控制范圍有限,需衰減器完成大范圍功率調(diào)
圖4 網(wǎng)絡(luò)分析儀中的信號(hào)源
信號(hào)分離裝置
網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部功分器和定向耦合器分別完成對(duì)被測件輸入信號(hào)和反射信號(hào)的提取。其中當(dāng)要測試被測件某個(gè)端口反射特性時(shí),必須將定向耦合器直接連接在該測試端口上。
這兩部分統(tǒng)稱為信號(hào)分離裝置,這部分硬件也通常被測試為“測試座”,在一些特殊測試場合(大功率測試等)可不使用網(wǎng)絡(luò)分析儀表一體化的內(nèi)置測試座,而使用外置測試座設(shè)備。
圖5 網(wǎng)絡(luò)分析儀中的信號(hào)分離裝置
電橋用于反射性能測試,電橋可覆蓋很寬頻率范圍,電橋的主要缺點(diǎn)是對(duì)傳輸信號(hào)有較大損耗。因此對(duì)于給定的信號(hào)源功率。結(jié)果導(dǎo)致輸入到被測件的功率損失。
定向耦合器負(fù)責(zé)分離反射測試中的激勵(lì)信號(hào)和反射信號(hào),這個(gè)功能也可由電橋完成,與定向耦合器相比,電橋可覆蓋更寬的頻率范圍,單其對(duì)測試的傳輸信號(hào)有較大損耗。
定向耦合器是三端口器件;其三個(gè)端口為; 輸入端,輸出端和耦合端。
在反射測試中之所以需要定向耦合器,是利用定向耦合的定向傳輸特性。當(dāng)把信號(hào)由定向耦合器輸入端接入時(shí),耦合端有耦合輸出,此時(shí)稱為正向傳輸,定向耦合器相當(dāng)于不均分功率分配器。
在正向傳輸中,耦合器耦合輸出與輸入功率比值比定義為耦合度。
圖6 定向耦合器正向傳輸特性
對(duì)于理想定向耦合器,當(dāng)信號(hào)由耦合器輸出端接入反向工作時(shí),耦合端沒有輸出。這是因?yàn)檩斎牍β时获詈掀鲀?nèi)部的負(fù)載和主臂終端外接負(fù)載所吸收,這就是定向耦合器的單向傳輸性。