全反射
(ZL = open, short)
1
0 dB
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传输线三种状态
1． 匹配工作状态（行波工作状态） 负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即ZL=Z0时，
Γ=0，RL →∞ ，SWR=1。传输线就处于匹配工作状态。
特征： 沿线只有入射的行波而没有反射波；入射的能量全为负 载所吸收，故传输效率最高； 沿线上任意点的输入阻抗等 于线的特性阻抗而与离负载距离无关； 沿线电压和电流的振幅值不变；
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S参数测量
Port 1a 1
Forward
b1
Incident
S 11
Reflected
S 21
Transmitted
b2
Port 2
Z0
DUT
Load
a2 = 0
S 11 = Reflected
Incident
S 21
Transmitted
=
Incident
=
b1 a1
b
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
RL / RS
当传输线的终端负载等于其特性阻抗时，传输的功率最大;当负载阻抗与特 性阻抗不相等时，则未被负载吸收的那部分信号将被反射回信号源.
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当传输线终端为Z0时
Zs = Zo
V 入射波
Zo =传输线特性阻抗
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2020/12/13
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主要内容
网络分析基础知识 网络分析仪测试技术及应用 操作规范及测试注意事项 实际操作
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一、网络分析基础知识
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光波同射频信号
入射波
传输波
反射波
光波
入射功率
反射功率
DUT 射频和微波信号
将网络分析仪复位后，用用一根低损耗的电 缆将仪器二端口连接，网络分析仪设置为S21参数 （或S12参数）测量，频率为全频段，源电平输出 0dBm，测试其在全频段范围内传输损耗值，若其 损耗值≤±1dB，则仪器传输特性正常 （注不可直 通校准,无C或Cor标识）
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网络分析仪分类
矢网(Vector network)：能测量和显示电气 网络和整体幅度和相位特性。包括：S参 数、幅度和相位、驻波比、插入损耗/增 益、群延时、回波损耗、复数阻抗等
标网(Scalar network) ：只能测量S参数的幅 度部分，测量结果包括：传输损耗/增益、 回波损耗和驻波比、反向隔离度等
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功率传输条件（续）
我们希望传输线无损耗传输信号功率，传输线上只有入射 电压，无反射电压，而实际上反射总是存在的。因此关心 功率最大传输问题
RS
RL
对于复数阻抗，只有当 负载阻抗与源阻抗 呈现复数共轭时（ZL = ZS*）才产生最大功率
传输
Load Power (normalized)
误差修正是对已知校准标准进行测量，将 这些测量结果贮存到分析仪的存储器内，利用 这些数据来计算误差模型。然后，利用误差模 型从后续测量中去除系统误差的影响。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
误差修正（续）
误差修正只对特定的激励状态有效。 当更改仪器的以下设置，将使误差修正无 效或降低：
频率范围、系统带宽、输出功率、扫描点数、 扫描类型、扫描时间 误差修正有效判断：C 或C？或 Cor或Cor?
=
2
a1
a2 = 0 a2 = 0
S 22 = Reflected
Incident
S 12 = Transmitted
Incident
=
b2 a2
b
=
1
a2
a1 = 0 a1 = 0
a1 = 0
Z0
DUT
Load
b 1 Transmitted
S 12
Z0为系统特性阻抗，设置：CAL
S 22
Reflected
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三、操作注意事项及操作规范
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测试规范
一、仪器通电前检查及要求 仪器交流供电的电源线使用三芯电源线， 并检查仪器后面板电源转换开关是否置 于230V档 确保仪器良好接地 操作人员佩带防静电腕带，身着防静电 服 接打印机
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二、测试产品前仪器检查 传输特性检查：
V inc
Vrefl Standing wave pattern
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相关概念
反射系数 回波损耗 驻波比 传输系数 增益/插入损耗 群延时 史密斯圆图
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反射系数Γ
反射系数是反射信号功率与入射信号功率 之比。
G r =
Vreflected Vincident
反射特性测量 S11参数或S22参数，如测量驻波比、回波损
耗 单端口校准
反射误差修正、传输误差修正 双端口校准
反射误差修正+传输误差修正
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基本测量实例
以HP 8753D为例
连接电缆，确定校准面（与待测试面保持一致） Preset---设置频率范围（center、span）---设置源功率大小（menu--power---0dBm---source on/off）---设置测量参数（测量点数、中频带宽） Chan 1---S11（或S22）---Cal---Cal Kit---Select Cal Kit---Calibration menu---S11 (或S22) 1-Port ---连接Open、Short、Load于Port 1(或Port 2)端 口---Done 1-Port Cal---出现Cor Chan 2---S21（或S12）---Cal---Calibration menu---response ---使用直通 头连接---Thru ---出现Cor Display dual---dual chan on 连接待测品 Scale---显示刻度---显示位置 Marke 读数---marke search ---search Max 输出测量结果 Copy---Print monochrome
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校准
• 单端口校准：单端口校准能测量并消除反
射测量中的三项系统误差（方向性、源匹 配、频率响应）：
反射特性校准（常用校准件：开路、短路、负载） 传输特性校准（常用校准件：直通连接器）
双端口校准：能消除所有主要的系统误差 源
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小结
传输特性测量 S21参数或S12参数,如测量插损、传输时延
传输功率
网络分析仪能精确测量入射能量、反 射能量和传输能量
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功率传输条件
高频，为什么要功率测量？ 电压和电流可能随无损传输线的位置改变，但功率仍保
持常数值。在射频和微波频率，作为基本量的功率更容易测 量，更易了解，更有用。 在低频上，波长非常长，简单的导线便适于传导功率 在较高频率上，波长与高频电路中导体的长度相当或者更 小，功率传输可认为是以行波方式进行。 需要高效率的功率传送是在较高频率上使用传输线的主要 原因之一
b2
Reverse
a2
Incident
more 网C络分A析L仪培训资料S(1y) stem Z0
测试误差分析
测量系统存在误差： 系统误差：
是由测试设备和测量装置的不完善所引起 随机误差：
以随机方式随时间而变，不可通过校准 来消除。主要影响：噪声、开关重复性、连 接重复性。 漂移误差：频率漂移、温度漂移
=
F = ZL - ZO
ZL + ZO
当ZL=Z0时， ρ=0； 当ZL≠ Z0时，0＜ρ≤1
ZL为负载阻抗，Z0为传输线特性阻抗
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回波损耗
反射信号低于入射信号的dB数，是用对数 表示反射系数的幅度特性的一种方法
Return loss = -20 log(r), r = G
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测量需求
检查复杂RF系统各个组件特性 确保传输信号无失真
线性失真：幅度、恒定群延时 非线性失真：谐波、互调、压缩
确保良好匹配，功率最大传输 网络分析仪测试应用：
无源： 双工器、功分器、耦合器、合路器、 滤波器、隔离器、环行器、衰减器、天线、适配 器、电缆、波导、传输线等
有源：放大器、混频器、取样器等
插入损耗 (dB) = - 20 Log
V Trans V Inc
= - 20 log t
增益 (dB) = 20 Log
V Trans V Inc
= 20 log t
传输系数的相位部分称为插入相位 网络分析仪培训资料(1)
群延时 是相位失真的一个有用的度量。是信号通过被测器件的传输时间
随频率变化的量度。群时延可以由对被测器件的相位响应随时间的变 化取微分进行计算。
群延时波动表示失真 平均延时代表信号通过被测器件的平均传输时间
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史密斯圆图
Smith Chart
+jX
能读反射系数，但不能直接显示读取阻抗值
.
极坐标平面 90o
0
+R
+- 180 o
1.0
.8 .6
.4
.2
0o
0
-jX
复数阻抗平面，无法 表示开路
复数阻抗平面的正实部 部分映射到极坐标显示 上，得史密斯圆图。所 有电抗值和正电阻值均 在外圆内