矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀指標評測方法-計量校準
在許多場合,例如在采購前的性能評估或者到貨驗收,需要對網(wǎng)絡(luò)分析儀的指標進行評測驗證,而且,網(wǎng)絡(luò)分析儀在使用中需要定期計量和校準。本文詳述網(wǎng)絡(luò)分析儀指標的評測和計量校準方法。
網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試內(nèi)容
電路參數(shù)分析– S參數(shù)(散射參數(shù))
分析信號(電磁波)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和反射參數(shù)
常用測量參數(shù)
幅度(損耗、增益、駐波…)
相位、時延
阻抗
矢網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能
包含2個測試端口,也有4端口或更多測試端口。
一個雙定向耦合器,分別連接信號源通道、參考接收機和測量接收機。
其中信號源提供輸出信號,可選配衰減器增加動態(tài)范圍,可選BiasT附加直流偏置;
參考接收機連接定向耦合器的前向耦合端,測量端口輸出功率;
測量接收機連接定向耦合器的反向耦合端,測量端口輸入信號(包含反射信號)功率。
信號源頻率準確度及范圍
使用頻率計(包含頻譜儀或接收機內(nèi)置功能,需連接外部高穩(wěn)參考時鐘)直接測試被校網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口信號輸出的頻率。
被校網(wǎng)絡(luò)分析儀采用單頻點CW輸出模式;至少選取網(wǎng)絡(luò)分析儀頻率范圍高、中、低3個頻點;輸出功率一般設(shè)定為0dBm。
信號源輸出功率準確度及范圍
被校網(wǎng)絡(luò)分析儀采用單頻點CW輸出模式,選取的頻點依據(jù)儀器說明書;
被校網(wǎng)絡(luò)分析儀打開ALC,讀取被校端口的參考接收機波量;
設(shè)置被校網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出0dBm,功率探頭讀數(shù)補償功分器損耗作為標準參考值,測量絕對功率準確度;
在指標范圍調(diào)節(jié)輸出功率電平,頻譜儀測量相對功率線性值。
接收機本底噪聲/動態(tài)范圍
網(wǎng)絡(luò)分析儀被校端口連接50 Ω 負載匹配器。
被校網(wǎng)絡(luò)分析儀采用單頻點CW掃描模式,選取的頻點依據(jù)儀器說明書;
網(wǎng)絡(luò)分析儀信號源關(guān)閉輸出;讀取測量接收機波量;接收機中頻帶寬10Hz;檢波器RMS,500ms測量時間。
最大輸出功率與接收機本底噪聲之間的差值,即為動態(tài)范圍。
掃跡噪聲(跡線噪聲)
網(wǎng)絡(luò)分析儀被校端口連接短路器。
被校網(wǎng)絡(luò)分析儀采用單頻點CW掃描模式,選取的頻點依據(jù)儀器說明書;
網(wǎng)絡(luò)分析儀功率 0dBm;測量Snn,n為被測端口號;中頻帶寬1kHz;
跡線結(jié)果統(tǒng)計測試,算數(shù)均值mean和標準差std dev。
S參數(shù)測量準確度
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S參數(shù)測量是其基本功能,因此,S參數(shù)測量準確度是表征矢網(wǎng)性能的重要參數(shù)。
通常,采用一組已知參數(shù)的精密校驗件實現(xiàn)測量準確度的評估。
通過失配器(mismatch)和偏移短路器(offset-short)進行反射參數(shù)Snn(如S11和S22)測量準確度的驗證;通過衰減器(attenuator)或階梯阻抗線(Step-Through)進行傳輸參數(shù)Smn(如S21和S12)測量準確度的驗證。
R&S VNAMUC是驗證R&S矢網(wǎng)測量準確度和不確定度的評估軟件,可在電腦或矢網(wǎng)Windows平臺上使用。
校驗件是R&S ZV-Z4xx系列校驗件,可選不同端口類型。