矢量网络分析仪使用笔记（整理）

文輝

矢量网络分析仪通常也叫矢网或者网分，他是射频（电磁波）测量的“万用表”。它支持有源及无源器件的测量。测量多端口和通路的S参数（例如USB2.0的差分线就需要用到4个端口的矢网），是RF器件和电路调试中不可或缺的重要仪器之一。不同品牌矢网操作大同小异，这是个笔记。

• 校准 及 单端口校准；
  
• 双端口校准；
  
• 测试射频线线损；
  
• 测试（无源）滤波器器件；
  
• 线缆SWR驻波比测试；
  
• 史密斯圆图传输线阻抗测试（怀疑网分仪器有问题？）；
  

==========================================
1.校准及单端口校准；
仪器因为温度、湿度、机械性能等原因，在每次开机时都需要校准，以消除系统内部误差，保证测试数据的准确性。校准一般也分为矢量校准（常用，校准精度高）和频响校准。校准套件也有机械和电子的区分（电子校准件相当好用，但就是贵），校准单端口即可以测量S11、S21等单端口数据。单端口校准是在开机后，设置预期的使用频段、阻抗（50/75欧姆）、校准件的选择，然后选择单端口校准、选择端口1，连接好可能在使用过程中需要的射频连接线。然后分别校准（端口1）：开路（Open）、短路（Short）、负载（Load），分别校准完成后，点击完成就结束可以开始测试了。
连接方式：仪器端口1--------可能的测试延长线--------校准件。
==========================================
2.双端口校准；
双端口校准和单端口一样，校准完后可以测量S11、S21、S22、S12等S参数。双端口校准是在开机后，设置使用频段、阻抗、选择校准件、选择双端口校准，连接好可能在使用过程中需要的射频连接线。
a. 校准端口1的：开路（Open）、短路（Short）、负载（Load）。
b. 校准端口2的：开路（Open）、短路（Short）、负载（Load）。
c. 校准端口1 和 校准端口2 ，连通测试。
d. 点击校准完成后就可以开始愉快的测试了。
连接方式：
仪器端口1--------可能的测试延长线--------校准件1/2/3；
仪器端口2--------可能的测试延长线--------校准件1/2/3；
仪器端口1--------连接头（误差最小）-----仪器端口2；
==========================================
3. 测试射频线线损；
先进行如上的双端口校准。然后将仪器打到S21上面，将被测的射频线连接在仪器端口1和2之间。再将功率设置为预期的功率（如0dBm）。
我们可以看到设置频率范围内的S21曲线了，基本是一个频率越高S21越大（衰减越大）的斜线。我们可以通过Marker键并配合转动旋钮来查看不同频点的功率值，就是“衰减值”了。
连接方式：
仪器端口1--------被测射频线-----仪器端口2；
==========================================
4. 测试（无源）滤波器器件；
滤波器是常用的RF射频微波器件。假设滤波器参数和功能在测试前未知，我们先测试S11（端口1反射测量[回波损耗]），然后测试S21（端口1的正向传输系数），然后选择显示---->迹线数2(或＞2---->将S11转换显示为史密斯圆图---->然后在S21迹线上用Marker选择峰值---->我们就可以对比左右两边迹线来分析被测“无源滤波器”的带宽参数和其他参数了。
连接方式：
仪器端口1--------滤波器-------仪器端口2；
==========================================
5. 线缆SWR驻波比测试；
Voltage Standing Wave Ratio, 驻波比是相同频率和波长的两个波在同一RF路径上面往相反方向运动，相互叠加产生的一种比较稳定的震动模式。“驻”就是上面说的稳定的。两个波形的波峰波谷等叠加（同相位），形成的驻波也就有了波腹和波谷。其最大电压振幅的波腹及最小电压振幅的波谷，其两者的比值就是驻波比SWR=波腹/波谷。
如果驻波比是1，那就是所有能量都通过ANT(天线）发射出去了，没有反射，这是最理想的状态。一般驻波比会＞1，意思是有一部分信号会反射回来。一般判断一条测试线缆等是否合格是判断驻波比＜1.5或者1.3。
测试方式：设置测试频段，例如起始频率2.3G到终止频率2.5GHz。然后进行网分的双端口校准。然后选择Meas，选择S11，选择Format，选择SWR驻波比测试。然后将线缆按照如上连接至仪器。选择scale 标度，自动。屏幕上显示的就是起始频率范围内的SWR驻波比信号了。
连接方式：
仪器端口1--------被测试线缆（例）；

Mark 2022.09.20
==========================================
6. 史密斯圆图传输线阻抗测试（怀疑网分仪器有问题？）；
史密斯圆图经常用来测试传输线的阻抗匹配，是单端口测试，校准后连接至单端口通过视图显示出史密斯圆图就OK了。
连接方式：
网分端口1--------被测试线缆；
有时我们在测试到异常数据时，经常怀疑是被测件问题还是仪器出了故障。如下是通过频谱仪来测试网分里的信号发生器（正弦）。首先是连接网分端口1到频谱仪端口。设置任意中心频率如500MHz，扫宽设置为0Hz。扫描时间为3秒。然后设置频谱仪到如上响应参数，中心频率500MHz，扫宽100MHz(＜中心频率)，查看两个仪器参数是否大致对应判断网分信号发生器是否OK。
连接方式：
网分端口1--------连接线--------频谱仪；
网分是由：信号源（信号发生器/正弦波）、定向耦合器（信号分离装置）、接收机、处理和显示单元等几个主要部件组成的。
Mark 2022.09.21
==========================================

曹小刀

驰宇

为了三千积分！