Подробное объяснение принципа действия анализатора микроволновых цепей ВНА: основы измерения электромагнитных волн

Анализатор микроволновых сетей (ВАС) — это электронное испытательное оборудование, используемое для тестирования и измерения компонентов микроволнового диапазона и характеристик сети.

1. Электромагнитные волны

Электромагнитные волны — это волновые явления, вызванные взаимно перпендикулярным и взаимозависимым распространением колебаний электрических и магнитных полей. В микроволновом диапазоне частот диапазон частот электромагнитных волн составляет примерно от 1 ГГц до 300 ГГц. Измерение характеристик микроволновых компонентов и сетей. по сути, это отражение электромагнитных волн, количественный анализ передачи, затухания и изменения фазы.

2. Принцип работы

VNAОсновная функция – измерение микроволновых компонентов.Sпараметр（рассеяниепараметр）,Эти параметры комплексно описывают работу сети в диапазоне СВЧ-частот; к параметрам S относятся S11 (коэффициент отражения), S21 (коэффициент передачи) и т. д.,Они представляют характеристики отражения и передачи на входных и выходных портах соответственно.

1. Измерение двухпортовой сети: ВАЦ обычно использует двухпортовую сеть для измерения. Во время измерения один порт служит источником возбуждения, а другой порт служит приемником ответа.

2. Сканирование частоты. ВАЦ излучает сигнал постоянно меняющейся частоты через встроенный источник сигнала. Этот сигнал проходит через тестируемую сеть (ТУ), а затем отраженные и переданные сигналы захватываются приемником.

3. Векторный анализ: VNA не только измеряет амплитуду сигнала, но и фазу сигнала, поэтому его называют «векторным» анализатором сети. Благодаря векторному анализу параметры S можно точно рассчитать;

3. Процесс измерения

а. Источник возбуждения: источник сигнала, встроенный в ВАЦ, генерирует сигнал известной частоты и амплитуды, который частично отправляется в порт тестируемого устройства через направленный ответвитель.

б. Измерение отражения и передачи: Измерение отражения: часть сигнала, излучаемого источником сигнала, отражается обратно входным портом тестируемого устройства, улавливается приемным трактом ВАЦ через направленный ответвитель и используется для расчета S11.

Измерение передачи: после того, как сигнал проходит через тестируемое устройство, он выводится из другого порта. Эта часть сигнала также захватывается приемником через другой направленный ответвитель и используется для расчета S21.

c. Обработка сигнала. Полученный сигнал усиливается, фильтруется и преобразуется с понижением частоты, преобразуется в сигнал основной полосы, а затем дополнительно анализируется с помощью технологии цифровой обработки сигналов (DSP).

d. Расчет параметра S: блок DSP вычисляет параметры S на основе информации об амплитуде и фазе принятого сигнала, затем эти параметры отображаются на экране VNA или сохраняются для последующего анализа;

4. Ключевые технологии и показатели эффективности

1. Точность и стабильность. Точность и стабильность ВАЦ зависят от точности его внутренней калибровки. Обычно ВАЦ калибруется с использованием калибровочных стандартов, таких как разомкнутая цепь, короткое замыкание и нагрузка, чтобы обеспечить точность измерений.

2. Динамический диапазон. Динамический диапазон означает способность ВАЦ одновременно измерять очень малые коэффициенты отражения (например, -60 д Б) и очень большие коэффициенты передачи (например, 0 д Б). Высокий динамический диапазон означает лучшее разрешение измерения. Скорость.

3. Динамика системы. Под динамикой системы понимается способность векторного анализатора цепей поддерживать стабильные характеристики измерений во всем диапазоне частот, включая линейность, стабильность фазы и т. д.

5. Приложение

ВАЦ широко используются при проектировании и производстве микроволновых схем, антенн, фильтров, линий передачи и т. д. Они имеют решающее значение для обеспечения работоспособности микроволновых систем;

Платформа для тестирования научных исследований испытательных собак