矢量网络分析仪的研究与应用

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1、矢量网络分析仪的研究与应用·463·姜峰安u晖(中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司，辽宁沈阳110034)摘要：矢量网络分析仪(VNA)是现代测试设备(testgear)的一种，老式的VNA设备往往过于精密和庞大，而超出了RF测试设备的平衡。将对使用传统RF信号源和接收机技术，测量DUT增益和损耗的现存性能限制、遗留技术等，与标量网络分析仪(SNA，scalarnetworkanalyzer)一起进行探知和访寻。还将针对Agilent公司的VNA在一些实际工作中的应用，揭示了VNA现在已经不再是一种选择，而是ATE系统中必不可少的工具。关键词：插入损耗；反射系数；

2、去嵌入；噪音面；漏电感；寄生电容；斯密斯圆图；时域StudyandApplicationofVectorNetworkAnalyzerJIANGFeng(AVICShenyangAircraftCorporation，Shenyang110034，China)Abstract：Thevectornetworkanalyzer(VNA)isamodempieceoftestgear．OlderVNAsareoftendelicateandlargerthanthebalanceoftheRFtestgear．Theexistingconstraintsofperfor

3、mancesandlegacytechniquesformeasuringDUTgainorlossareidentifiedandaddressedwithconventionalRFsourceandreceivertech—niques，alongwiththescalarnetworkanalyzer(SNA)．ItisalsoshowedthattheVNAisnolongeranoption，anditisanecessarytoolintheATEsuitebyintroducingsomeapplicationsoftheAgilentVNA．Key

4、words：insertionloss；reflectioncoefficients；de—embed；noisefloor；strayinductance；straycapacitance；Smithchart；timedomain图1显示的是在检测DUT时经常配置的基本测试设置，在基本的ATE系统中是非常典型的。用户在电缆的一端连接一台功率计，用于测量插入损耗为多少dB。然后用真正的DUT替代功率计，假设DUT接收到的源功率减掉了任何的电缆损耗。PDUt=P。一一Loss(1)图1DUT检测的基本配置然而测试过程中，DUT的结果表明输入功率并不是总和功率计所测得

5、的结果一样。标量网络分析仪(SNA)也给出了不一致的数据结果，是由于负载和传输线不是纯粹的电阻。系统中的电容特性(一jX)和电感特性(+jx)都不是恒定的，当频率改变时，即使收稿日期：2013—07—03作者简介：姜峰(1975一)，男，山东武城人，工程师，本科，主要从事飞行试验遥测数据的实时接收、监控及事后分析工作。源功率是恒定的，传递到DUT的能量的数量也会改变。DUT和源之间的这些损耗同样也是频率的一个函数，基本的ATE系统并不是来修正这些错误的。1简易匹配对于基本的DUT，Fs和，。都是源和负载反射系数，它们表示在每个端口的反射功率。由于阻抗是复数，，也总是

6、复数。正如之前提到的，DUT在微波频率下并不具备纯的电阻特性，传输线也不具备纯的电阻特性，因此，它让输入阻抗失真了。为了将问题复杂化，源不是准确的50Q，尽管它被设计成在50Q的系统下工作，换句话说就是几不为零。FS：(Zi。一Z。)／(Zi。+Z。)(2)F￡=(Z。。一Z。)／(Z。．+Z。)(3)真正传递到负载的功率，用反射形式表示如下：P口Ⅳr=Ps(1一IFsl2)(1一IJrl￡12)一f。。(／)(4)方程式4显示传递到DUT的功率是系统阻抗中各种失配的一个函数和一个频率的函数。虽然它针对的是一个端口的设备，但它却是一个很好的起点。通常反射系数很小而且

7、变化很缓慢，当频率增加时，由于《测控技术)2013年第32卷增刊相位的改变，失配也相应增加而且变化也变快了。，、JS2l2(1一IFsl2)(1一IFLI)2⋯。I(1一Sllrs)(1一$22F￡)一S2lS]2厂L厂52、’式(5)表示的是一个DUT增益的通用项量——换能器增益(G，)，和与两端口设备的．s参数一起的源和负载的反射之间的一般关系。S：。是正向增益的S参量，．s，：是反向增益的．s参量。发现式(5)与式(4)十分相似，除了在分母中有针对输入和输出端口的相互作用而进行的修正。如果电缆和DUT的阻抗近似于系统阻抗，(这是在低频率下通常的假设)方程式