矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種高性能的電磁波能量測(cè)試設(shè)備,其在電子通信、微波技術(shù)、半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。主要包括信號(hào)發(fā)生與傳輸、定向耦合器、接收與測(cè)量以及數(shù)據(jù)處理等多個(gè)環(huán)節(jié)。它首先產(chǎn)生高頻信號(hào)(通常為微波頻段的射頻信號(hào)),該信號(hào)通過(guò)定向耦合器引導(dǎo)至待測(cè)系統(tǒng),同時(shí)允許部分信號(hào)返回VNA。返回的信號(hào)被VNA的接收器捕獲,并經(jīng)過(guò)處理單元進(jìn)行分析和測(cè)量,從而得到信號(hào)的振幅和相位信息。
1、信號(hào)產(chǎn)生單元
核心器件是合成掃頻信號(hào)源,能產(chǎn)生頻率可精確控制、幅度穩(wěn)定的射頻/微波信號(hào)。
功能是按照設(shè)定的頻率范圍(如100kHz-67GHz)進(jìn)行掃頻,為被測(cè)件(DUT)提供標(biāo)準(zhǔn)的激勵(lì)信號(hào)。
部分高d型號(hào)會(huì)集成兩個(gè)獨(dú)立信號(hào)源,可支持更復(fù)雜的多端口或差分測(cè)試。
2、信號(hào)分離單元
核心組件包括定向耦合器或混合網(wǎng)絡(luò)(如魔T、分支線耦合器)。
功能是將激勵(lì)信號(hào)分為兩路:一路輸送給被測(cè)件(入射波),另一路作為參考信號(hào);同時(shí)分離出被測(cè)件反射回來(lái)的信號(hào)(反射波)和傳輸過(guò)去的信號(hào)(傳輸波),確保各信號(hào)路徑獨(dú)立且無(wú)干擾。
這是VNA實(shí)現(xiàn)“分離入射、反射、傳輸信號(hào)”的關(guān)鍵,直接影響測(cè)量精度。
3、接收與檢測(cè)單元
核心包括下變頻器、中頻放大器和正交檢波器。
功能是將分離后的高頻信號(hào)(參考波、反射波、傳輸波)下變頻至較低的中頻信號(hào),經(jīng)過(guò)放大后,由正交檢波器同時(shí)提取出信號(hào)的同相分量(I)和正交分量(Q),進(jìn)而計(jì)算出幅度和相位信息。
部分儀器會(huì)集成多個(gè)接收通道,以支持多端口同時(shí)測(cè)量,提升測(cè)試效率。
4、數(shù)據(jù)處理與顯示單元
核心是嵌入式處理器和軟件系統(tǒng),搭配顯示屏和操作界面。
功能是對(duì)接收單元輸出的I/Q數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得到S參數(shù)(如S11、S21)、駐波比、阻抗等參數(shù);同時(shí)提供校準(zhǔn)算法(如SOLT、TRL)以消除系統(tǒng)誤差,并通過(guò)圖表(如史密斯圓圖、對(duì)數(shù)幅度圖)直觀展示測(cè)量結(jié)果。
支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)出及與外部設(shè)備(如電腦、測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng))的通信。
