网络分析仪的基本原理是将扫描信号提供给 DUT,并测量该信号的传输和反射,然后将结果显示为传输和反射信号与来自信号源的输入信号之比。E5071C 网络分析仪由电路模块组成,如下图所示。

 

 

这里我们会发现矢网的框图中有一部分叫:接收机。

 

《微波器件测量手册》中说:矢量网络分析仪关键技术参数之一是动态范围,动态范围有时被定义为:接收机保持工作状态时,能承受的最大信号电平与接收机噪声系数之间的差值。在绝大多数情况下,接收机的最大损坏电平要远高于工作电平。所以矢网一般要采用高灵敏度的接收机。

 

 

矢网将发送到接收机的每个信号首先将由混频器转换为 IF 信号,然后由 ADC(模数转换器)转换为数字信号。这些流程将独立应用于每个信号。随后由宏程序处理器对数字数据进行分析,并在屏幕上显示测量结果。这是基本的接收机工作流程。其实频谱分析仪从某些角度来理解也是接收机的一种。

 

在维修工程师的工作内容中,除了之前文章有讲到过的功率校准之外,其中还需要对接收机进行校准。由于接收机端口和源端口上的功率校准信息用于计算校准系数,所以在执行接收机校准之前需要对选定端口进行正常的反射校准及功率校准,这样接收机校准的精度将有效提高。

 

端口反射参数校准及功率校准之前讲到过这里就不说了,下面主要说下接收机校准的操作步骤。首先点击物理按键【Cal】,在子菜单下有一项【Receiver Calibration】

 

 

下图中【Select Port】是选择需要执行校准的端口。

 

 

【Correction】需要打成【ON】代表说打开接收机的误差校正;

 

【Source Port】是定义选择要执行功率校准的激励端口,或者叫源端口;

 

【Power Offset】功率补偿默认是 0dB,具体可根据功率校准检测出来的仪表实际功率值而做补偿。

 

【Calibrate Both】、【Calibrate R】和【Calibrate T】分别表示需执行校准的项目。

 

仔细看,校准项目中有出现 A 和 R1 字样,A 和 R 还有 B 具体指的是什么?

 

通常来说入射信号是 R,反射信号是 A,穿透信号是 B。所以一般的反射类参数,如 S11、S22、阻抗、导纳、驻波 SWR 和回波损耗这一类的参数定义都是:A/R 也就是反射信号比上入射信号。

 

 

穿透信号(或者叫发射信号)实际上是传输类参数,比如 S21、S12 这一类,像增益、群时延、插入损耗和插入相位等,所以它的表达方式是:B/R,也就是发射信号比上入射信号。

 

 

如下图所示,所以整个测量过程中包括了源信号、参考信号和入射信号。

 

 

第一种情况

当校准端口和源端口都为 Port1 时,只能执行参考接收机 R1 的校准。

 

 

第二种情况

当校准端口是 Port1 源端口为 Port2 时,可以执行参考接收机 R1 和反射信号 A 校准。

 

 

第三种情况

当校准端口是 Port2 源端口为 Port1 时,可以执行参考接收机 R2 和传输信号 B 校准。

 

 

第四种情况

当校准端口和源端口都为 Port2 时,只能执行参考接收机 R2 的校准。

 

 

具体如下图所示:

 

 

矢网除了接收以外还包括有信号源(如具备频率和功率扫描功能的合成信号源)、信号分离装置(一般是定向耦合器、功分器或者电桥),矢网是一个复杂的系统,坦白讲我也没完全搞懂,只能不断学习研究。