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网络分析仪是什么?网络分析仪租赁系统告诉你 编辑:容亿租赁系统   2021-11-25    浏览:1153次

网络分析仪是什么?网络分析仪的原理:

1973年,研制了一种六端口网络分析仪。它采用由定向耦合器和混合连接器(magict)组成的六端口网络作为测量单元。除两个端口分别与信号源和被测对象相连外,其余四个端口分别与幅度检测器或功率计相连。通过四个振幅的适当组合,可以得到所测网络散射参数的模式和相位。它不需要使用复杂的双通道接收机来获取相位信息,大大简化了测量系统的硬件结构。此外,它还具有多个必要数量的冗余测量端口,可以用来检查冗余数据,提高测量结果的可信度。但是它的计算要比四端口网络分析仪复杂得多。双六端口网络分析仪用于测量双端口网络,即六端口网络分析仪中的一个连接到被测网络的端口1,另一个连接到被测网络的端口2,这样可以避免在测量过程中对被测网络的输入输出进行切换或手动反转,进一步提高测量精度,从第n个端口输入的入射行波会散射到所有其他端口并发射出去。如果第m个端口的行波为BM,则第n个端口和第m个端口之间的散射参数SMN为BM/an。双端口网络具有四个散射参数S11、S21、S12和S22。当两个终端匹配时,S11和S22分别是端口1和2的反射系数,S21是从端口1到端口2的透射系数,S12是相反方向的透射系数。当某一端口的M端失配时,该端口反射的行波将重新进入M端口。可以认为m端口仍然匹配,但是m端口上有一个行波AM入射。这样,在任何情况下都可以列出等效入射行波和等效出射行波与各端口散射参数之间关系的联立方程。在此基础上,可以求解网络的所有特性参数,如输入反射系数、驻波比、输入阻抗和各种前向和后向传输系数。这是网络分析仪最基本的工作原理。单端口网络可视为双端口网络的特例,其中除S11外,S21=S12=S22。对于多端口网络,除了一个输入端口和一个输出端口外,所有端口都可以连接到匹配的负载上,因此相当于一个双端口网络。通过依次选择每对端口作为等效双端口网络的输入输出,进行一系列测量并列出相应的方程,可以求解N端口网络的所有N2散射参数,得到N端口网络的所有特征参数。图3显示了四端口网络分析仪测量左侧S11时测试单元的原理。箭头表示每个行波的路径。信号源u的输出信号通过开关S1和定向耦合器D2(即入射波A1)输入到被测网络的端口1。端口1的反射波(即端口1的输出波B1)通过定向耦合器D2和开关传输到接收机的测量通道。同时,信号源u的输出通过定向耦合器D1被发送到接收机的基准信道,并且信号与A1成比例。因此双通道幅相接收机测量B1/A1,即S11,包括其幅相(或实部和虚部)。在测量过程中,网络的端口2与匹配负载R1连接,以满足散射参数指定的条件。系统中的另一定向耦合器D3也以匹配负载R2终止以避免不利影响。其他三个s参数的测量原理与此相同。
在实际测量之前,用三个已知阻抗的标准仪器(如短路、开路和匹配负载)对仪器进行一系列测量,称为校准测量。通过将测量结果与理想结果(无仪器误差时)进行比较,计算误差模型中的误差因子并存储在计算机中,从而对测量结果进行误差修正。在每个频率点进行校准和校正。其测量步骤和计算非常复杂,不能满足人的要求。
 
上述网络分析仪称为四端口网络分析仪,因为仪器有四个端口,分别与信号源、被测部分、测量通道和测量参考通道相连。其缺点是接收机结构复杂,误差模型不考虑接收机产生的误差。20世纪60年代中期,出现了一种多功能的微波网络分析仪,它能在较宽的频段内进行扫描,显示各种网络参数的模和幅。因此,网络分析仪的基本组成部分实际上是一个S参数测量仪。框图如图2所示。
 
在测量网络的S参数后,可以由S参数导出网络的其它特征参数。因此,微波网络分析仪具有多种功能。矢量网络分析仪,它有一个信号发生器,可以扫描一个频段。如果是单端口测量,在端口上加入激励信号,通过测量反射信号的幅度和相位来确定阻抗或反射,由于分布参数影响明显,网络分析仪在使用前必须进行校准。
 
在微波电路的设计和计算中,需要确定元件和器件的所有网络参数。S参数(散射参数)用来描述微波元件和器件的特性,包括微波晶体管。通常,双端口网络需要四个散射参数(S11、S22、S12和S21)来确定它们的总体值。因此,通常采用测量法来确定网络参数。网络分析仪是一种能够在宽带范围内进行扫描测量,以确定网络参数的综合微波测量仪器。全名是微波网络分析仪。网络分析仪是一种新型的网络参数测量仪器。它可以直接测量有源或无源、可逆或不可逆二端口和单端口网络的复杂散射参数,并给出扫频模式下各散射参数的幅度、相位和频率特性。自动网络分析仪能逐点修正测量结果的误差,并能转换输入反射系数、输出反射系数、驻波比、阻抗(或导纳)、衰减(或增益)、相移、群时延等几十个网络参数,以及隔离和定位。

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