网络分析仪操作基础

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1、网络分析仪操作基础---郭林风---主要内容网络分析基础知识网络分析仪测试技术及应用操作规范及测试注意事项实际操作光波同射频信号网络分析仪能精确测量入射能量、反射能量和传输能量DUT入射波传输波反射波光波射频和微波信号入射功率反射功率传输功率一、网络分析基础知识功率传输条件高频，为什么要功率测量？电压和电流可能随无损传输线的位置改变，但功率仍保持常数值。在射频和微波频率，作为基本量的功率更容易测量，更易了解，更有用。在低频上，波长非常长，简单的导线便适于传导功率在较高频率上，波长与高频电路中导体的长度相当或者更小，功率传输可认为是以行波方式进行。需要高效率的功率传送是在较高频

2、率上使用传输线的主要原因之一功率传输条件（续）RSRL对于复数阻抗，只有当负载阻抗与源阻抗呈现复数共轭时（ZL=ZS*）才产生最大功率传输RL/RS00.20.40.60.811.2012345678910LoadPower(normalized)当传输线的终端负载等于其特性阻抗时，传输的功率最大;当负载阻抗与特性阻抗不相等时，则未被负载吸收的那部分信号将被反射回信号源.我们希望传输线无损耗传输信号功率，传输线上只有入射电压，无反射电压，而实际上反射总是存在的。因此关心功率最大传输问题当传输线终端为Z0时ivZs=ZoZoV反射波=0(所有输入功率被负载吸收)V入射波Zo=传

3、输线特性阻抗当传输线终端为短路与开路时Zs=ZoV反射波V入射波负载开路相位同相(0o),短路相位为反向(180o)对于短路和开路二种情况，在传输线上都会建立驻波当传输线终端为25WVreflStandingwavepatternZs=ZoZL=25WVinc相关概念反射系数回波损耗驻波比传输系数增益/插入损耗群延时史密斯圆图反射系数Γ反射系数是反射信号功率与入射信号功率之比。=ZL-ZOZL+OZ=VreflectedVincident=rFG当ZL=Z0时，ρ=0；当ZL≠Z0时，0＜ρ≤1ZL为负载阻抗，Z0为传输线特性阻抗回波损耗反射信号低于入射信号的dB数，是用对数

4、表示反射系数的幅度特性的一种方法=rGReturnloss=-20log(r),驻波比反射除了会使系统中各部件之间传输的最佳功率减少之外，还会在传输线上产生驻波（两个相反方向的行波叠加形成）。在传输线上，信号的最大幅度与最小幅度之比，称为驻波比。描述负载匹配特性EmaxEminSWR=EmaxEmin=1+r1-r反射系数分析¥dB无反射(ZL=Zo)rRLVSWR01全反射(ZL=open,short)0dB1¥=rGReturnloss=-20log(r),VoltageStandingWaveRatioVSWR=EmaxEmin=1+r1-r=ZL-ZOZL+OZ反射

5、系数=VreflectedVincident=rFG传输线三种状态1． 匹配工作状态（行波工作状态）负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即ZL=Z0时，Γ=0，RL→∞，SWR=1。传输线就处于匹配工作状态。特征：沿线只有入射的行波而没有反射波；入射的能量全为负载所吸收，故传输效率最高； 沿线上任意点的输入阻抗等于线的特性阻抗而与离负载距离无关；沿线电压和电流的振幅值不变；传输线三种状态2.纯驻波状态短路：负载阻抗ZL=0时，Γ=-1，RL=0，SWR→∞。开路：负载阻抗ZL=∞，Γ=1，RL=0，SWR→∞3.行驻波状态：当ZL≠Z0时，Γ＜1,传输线上为“部分行波”状态，“部分

6、反射”状态，此时负载失配，导致传输线上出现部分驻波传输系数传输电压与入射电平之比VTransmittedVIncident传输系数T=VTransmittedVIncidentDUT插入损耗与增益增益(dB)=20LogVTransVInc=20logt插入损耗(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt增益：传输电压的绝对值大于入射电压的绝对值插入损耗：传输电压的绝对值小于入射电压的绝对值传输系数的相位部分称为插入相位群延时是相位失真的一个有用的度量。是信号通过被测器件的传输时间随频率变化的量度。群时延可以由对被测器件的相位响应随时间的变化取微分进行计算。in

7、radiansinradians/secindegreesfinHertz(w=2pf)fwfGroupDelay(t)g=-dfdw=-1360odfdf*Frequency群延时平均延时totgPhasefDfFrequencyDww群延时波动表示失真平均延时代表信号通过被测器件的平均传输时间史密斯圆图SmithChart¥®0+R+jX-jX复数阻抗平面，无法表示开路.-90o0o180o+-.2.4.6.81.090o¥0Z=ZoL=0GConstantXConstantRSmithchartG