网络分析仪及其使用（一）

平控制是可能影响测量的因素。用于网络分析仪测量的信号源大体上有两类，即扫频振荡器和合成扫频振荡器（包括合成信号发生器）。扫频振荡器的成本低，但它的频率精度和稳定度远远不及合成器。若器件响应在扫频发生器的剩余调频频谱范围内显著改变，便应利用更稳定的信号源，如合成器或合成扫频振荡器。此外，若器件的相位响应随频率迅速改变（即电气上的器件，如长电缆），便应利用频率稳定的信号源，如合成器来避免频率漂移。

     2、信号分离

测量过程的下一步是对入射信号、反射信号和传输信号进行分离。分离之后，就能测量它们各自的幅度和（或）相位差。这一点可以利用定向耦合器、电桥、功分器乃至高阻抗探头完成。下图给出可能的传输测量配置。

传输测量配置

定向耦合器是一种由两路耦合器传输线构成的器件，传输线配置成使能量在一个方向上通过主端口时可将能量耦合至辅助端口，而相反方向则不能把能量耦合至辅助端口。定向耦合器在主线路径上的损耗通常相当小，因而对入射功率产生小的损耗。定向耦合器的结构见下图。

定向耦合器的耦合特性

耦合臂只对行进在一个方向的信号取样。耦合信号处于降低了电平，降低电平的大小称为耦合系数。20dB定向耦合器意味着耦合端口的电平比输入低20dB，相当于入射功率的1%。余下的99%入射功率都通过主臂传送。定向耦合器的另一个重要特性是方向性。方向性定义为正向检测出的型号与反向检测出的信号之差。方向性不理想的原因是信号泄露、耦合器内部负载的反射及连接器的反射。典型定向耦合器将以30dB的方向性工作在几个倍频程范围。二电阻功分器（如下图）用于对入射信号或传输信号取样。

二电阻功分器

    输入信号平均分配到两个臂上，每个臂的输出信号（功率）都比输入低6dB。功分器的主要应用是使测量有极好的源匹配。如果功分器输出的一臂接到参考检波器上，而另一臂经过被测件通向传输检波器，则传输与入射的比值显示的效果是使功分器中的电阻器决定了测量的等效源匹配，在功分器之前所有对源匹配的其它影响皆被取比值所排除。功分器的带宽极宽，具有优良的频率响应。且在侧试器件的输入端呈现良好的匹配。

    在不同于典型50Ω或75Ω的环境中，可以用高阻抗探头进行测量。重要的是探头阻抗要比电路阻抗大，使不会发生不需要的加载。

    下图示出了反射测量的装置。反射测量需要一个定向器件。分离入射信号和反射信号可以用双定向耦合器或电桥完成。其重要差别在于所涉及的功率电平。定向耦合器的主臂损耗较小，而电桥则趋向于在宽频范围内有较好的响应，因而更经常使用。

反射测量配置

3、接收机

     接收机提供将射频或微波信号变换成较低的中频或直流信号，使能进行精确检测的手段。网络分析仪中采用的接收机技术大体上有三类（如下图）。

     最简单的技术是利用二极管检波器作为宽带检测器，它将所有入射能量变换成与入射到二极管上的功率成正比的直流信号。另外两类接收机是利用基波混频和谐波混频输入结构将射频信号变换成较低频的中频信号的宽带调谐接收机。调谐接收机具有窄通带的中频滤波器，用来抑制杂散信号并压低接收机的本底噪声。利用宽带二极管检波器的接收机用在标量网络分析仪中，而调谐接收技术则用在矢量网络分析仪中。标量系统是最经济的测量，实现起来最简单。矢量测量系统（调谐接收机）有最宽的动态范围，不受谐波响应和寄生相应的影响，且能测量输入信号的相位关系。此外，还提供使测量更精确的进行更复杂校准的能力。

4、处理器/显示器

     检测出射频后，网络分析仪必须处理检测出的信号并显示测得的量值。网络分析仪是利用了一个参考通道和至少一个测试通道的多通道接收机。可以测量通道内的绝对信道电平、通道之间的相对信号电平（比值）或通道之间的相对相位差，视分析仪而定。相对比值测量通常以dB为单位，dB是未知信道（测试通道）与所选择的参考信号（参考通道）的对数比。这就能测量既有高电平，也有低电平电路响应的变化时使用仪器的整个动态范围。例如，0dB意味着两个信号电平具有为1的比值，而±20dB则意味着两个信号之间的电压比为10：1。所有网络分析仪的相位测量都是相对测量，这时认为参考通道信号具有零相位。然后，分析仪测量其余通道相对于参考通道的相位差。

四、测量精度

    任何网络分析仪测量的规定精度是对被测器件和用于测量的特