網(wǎng)絡(luò )分析的基本原理

　　一種獨特的儀器

　　網(wǎng)絡(luò )分析儀是一種功能強大的儀器，正確使用時(shí)，可以達到極高的精度。它的應用也十分廣泛，在很多行業(yè)都不可或缺，尤其在測量無(wú)線(xiàn)射頻(RF)元件和設備的線(xiàn)性特性方面非常有用?，F代網(wǎng)絡(luò )分析儀還可以應用于更具體的場(chǎng)合，例如，信號完整性和材料的測量。隨著(zhù)業(yè)界第一款PXI網(wǎng)絡(luò )分析儀—NI PXIe - 5630的推出，你完全可以擺脫傳統網(wǎng)絡(luò )分析儀的高成本和大占地面積的束縛，輕松地將網(wǎng)絡(luò )分析儀應用于設計驗證和產(chǎn)線(xiàn)測試。

　　網(wǎng)絡(luò )分析儀的發(fā)展

　　你可以使用圖1所示的NI PXIe-5630矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀測量設備的幅度，相位和阻抗。由于網(wǎng)絡(luò )分析儀是一種封閉的激勵-響應系統，你可以在測量RF特性時(shí)實(shí)現絕佳的精度。當然，充分理解網(wǎng)絡(luò )分析儀的基本原理，對于你最大限度的受益于網(wǎng)絡(luò )分析儀非常重要。

　　在過(guò)去的十年中，矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀由于其較低的成本和高效的制造技術(shù)，流行度超過(guò)了標量網(wǎng)絡(luò )分析儀。雖然網(wǎng)絡(luò )分析理論已經(jīng)存在了數十年，但是直到20世紀80年代早期第一臺現代獨立臺式分析儀才誕生。在此之前，網(wǎng)絡(luò )分析儀身形龐大復雜，由眾多儀器和外部器件組合而成，且功能受限。NI PXIe-5630的推出標志著(zhù)網(wǎng)絡(luò )分析儀發(fā)展的又一個(gè)里程碑，它將矢量網(wǎng)絡(luò )分析功能成功地賦予了靈活，軟件定義的PXI模塊化儀器平臺。

　　通常我們需要大量的測量實(shí)踐，才能實(shí)現精確的幅值和相位參數測量，避免重大錯誤。由于射頻儀器測量的不確定性，小的錯誤很可能會(huì )被忽略不計。而網(wǎng)絡(luò )分析儀作為一種精密的儀器能夠測量出極小的錯誤。

　　網(wǎng)絡(luò )分析理論

　　網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)被高頻率使用的術(shù)語(yǔ)，有很多種現代的定義。就網(wǎng)絡(luò )分析而言，網(wǎng)絡(luò )指一組內部相互關(guān)聯(lián)的電子元器件。網(wǎng)絡(luò )分析儀的功能之一就是量化兩個(gè)射頻元件間的阻抗不匹配，最大限度地提高功率效率和信號的完整性。每當射頻信號由一個(gè)元件進(jìn)入另一個(gè)時(shí)，總會(huì )有一部分信號被反射，而另一部分被傳輸，類(lèi)似于圖2所示。

　　這就好比光源發(fā)出的光射向某種光學(xué)器件，例如透鏡。其中，透鏡就類(lèi)似于一個(gè)電子網(wǎng)絡(luò )。根據透鏡的屬性，一部分光將反射回光源，而另一部分光被傳輸過(guò)去。根據能量守恒定律，被反射的信號和傳輸信號的能量總和等于原信號或入射信號的能量。在這個(gè)例子中，由于熱量產(chǎn)生的損耗通常是微不足道的，所以忽略不計。

　　我們可以定義參數反射系數(G)，它是一個(gè)包含幅值和相位的矢量，代表被反射的光占總(入射)光的比例。同樣，定義傳輸系數(T)代表傳輸的光占入射光的矢量比。圖3示意了這兩個(gè)參數。

　　通過(guò)反射系數和傳輸系數，你可以更深入地了解被測器件(DUT)的性能?；仡櫣獾念?lèi)比，如果DUT是一面鏡子，你會(huì )希望得到高反射系數。如果DUT是一個(gè)鏡頭，你會(huì )希望得到高傳輸系數。而太陽(yáng)鏡可能同時(shí)具有反射和透射特性。