矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀測試系統的設計及維護

　　1 概述

　　在微波探測系統中，通常天線(xiàn)都是系統自動(dòng)控制環(huán)路的閉環(huán)點(diǎn)。天線(xiàn)作為一個(gè)收/發(fā)控制系統的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣，將直接影響到全系統的檢測能力和探測精度。

本文只探討網(wǎng)絡(luò )分析儀在天線(xiàn)S參數測試方面的應用情況。

　　2 天線(xiàn)S參數測試系統的設計

　　網(wǎng)絡(luò )分析儀是用來(lái)刻劃有源和無(wú)源器件各種特性的，這些器件可以是單端口的，也可以是雙端口或多端口的。網(wǎng)絡(luò )分析儀可以測量每個(gè)端口的輸入特性及一個(gè)端口到另一個(gè)端口的傳輸特性。

　　網(wǎng)絡(luò )分析儀，不管是標量網(wǎng)絡(luò )分析儀還是矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀，測量電網(wǎng)絡(luò )參數時(shí)都依賴(lài)二極管檢波技術(shù)(寬帶)或超外差接收技術(shù)(窄帶)。窄帶檢測適合于相位測量和評估頻率抑制器件如濾波器等。寬帶檢測更適合于測量頻率轉換器件如調諧器等的特性，特別是那些具有內部本振的器件。

　　相對于二極管檢波，利用調諧接收機可以提供測量時(shí)的高接收靈敏度和寬動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)具有較好的諧波和寄生信號的抑制功能。但帶寬只有幾KHz的數量級。

　　本文應用矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀和標量網(wǎng)絡(luò )分析儀兩種設備，分別設計了兩種天線(xiàn)S參數的測試系統。

　　2.1 矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀測試系統的設計

　　矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀是功能最強大的一種網(wǎng)絡(luò )分析儀，可以測量的頻率范圍為：5Hz-110GHz。矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀可以測量電網(wǎng)絡(luò )完整的幅值特性和相位特性，包括：S-參數的幅值和相位、駐波比(SWR)、插入損耗、衰減、群延遲、回波損耗、反射系數和增益壓縮。矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀一般由合成掃頻信號源、兩個(gè)測試端口(含信號分離部件)、多通道、相位相干、高接收靈敏度的調諧接收機組成。矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀是一種高集成度的測量?jì)x器，所需的外部配置較少，主要是各種校準器，包括開(kāi)路器、短路器、匹配負載、轉接電纜以及連接被測件所需的轉換裝置。

　　安立公司生產(chǎn)的37300系列微波一體化矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀將合成掃頻信號源、鎖相接收機和S參數測試裝置有機地結合在一臺儀器中，具有兩個(gè)測試端口、四個(gè)接收通道。不僅可以快速、精確地測量被測件S參數的幅度、相位和群延遲特性，還可測量微波器件的絕對輸出功率。

　　2.1.1 矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀的組成

　　該測試系統由一臺37347D矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀及其相關(guān)的校準組件構成。主要包括：

　　a) 矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀 37347D

　　b) 校準箱 3650

　　開(kāi)路器

　　短路器

　　3.5mm同軸校準件

　　2cm波導校準件

　　c) 時(shí)域功能 3700/A

　　d)下擴頻 SM6164

　　e) 穩相電纜： 3671a50-1

　　f) 各種轉換器

　　g) 測試中必須的非標零件

　　過(guò)渡波導

　　波導同軸轉換器

　　專(zhuān)用波導負載Ⅰ

　　專(zhuān)用波導負載Ⅱ

　　專(zhuān)用波導同軸轉換Ⅰ

　　專(zhuān)用波導同軸轉換Ⅱ

　　h) 產(chǎn)品支架

　　i) 吸波材料及支架

　　j) 打印機。

　　2.1.2 測試系統組成見(jiàn)圖1

　　測試系統中包含了部分非標器件作為測量輔助設備，其作用是完成各非標準接口被測件非標準接口到標準接口的轉換，從而滿(mǎn)足與標準測試接口的連接。此外，還必須配置各種夾具及固定件等。為滿(mǎn)足天線(xiàn)的開(kāi)場(chǎng)測試要求，必須配置吸波材料板和支架。

　　圖1 矢網(wǎng)系統的原理框圖