102 网络分析仪教学课件.ppt

10.2 网络分析仪,10.2.1 网络分析的基本概念10.2.2 网络分析系统10.2.3 反射参数测量10.2.4 传输参数测量10.2.5 S参数的全面测量及误差修正,10.2.1 网络分析的基本概念,网络分析概述微波网络S参数S参数的流图表示及计算,网络对实际物理电路和元件进行的数学抽象，主要研究外部特性。,网络分析在感兴趣的频率范围内，通过线性激励-响应测试确定元件的幅频特性和相频特性的过程。,网络分析仪通过正弦扫频测量获得线性网络的传递函数以及阻抗函数的仪器。,网络分析概述,线性网络与非线性网络线性网络（系统）：仅改变输入信号的幅度和（或）相位，不会产生新的频率信号；非线性网络（系统）：改变输入信号的频率，或产生其他频率成分。 网络分析总是假定被分析网络是线性的，因而可以基于正弦扫频法进行频率特性的定量分析。非线性网络通常使用频谱仪进行测量。,网络分析概述（续）,网络分析参数标量反射参数：标量传输参数：矢量反射参数：矢量网络参数：矢量相位：品质因数Q,微波网络S参数,微波网络常用散射参数（S参数）表示。任何网络都可用多个S参数表征其端口特性，对n端口网络需要n2个S参数。,S11、S21、S12、S22：表示双端口网络的四个S参数，即散射参量。,微波网络S参数（续）,散射方程,S参数的物理意义,b1、b2: 端口1、2上的所有出射波 a1、a2: 端口1、2上的入射波,S11:端口2匹配时端口1的反射系数S21:端口2匹配时的正向传输系数,S22:端口1匹配时端口2的反射系数S12:端口1匹配时的反向传输系数,S参数的流图表示及计算,信流图 使用节点代表信号，用支路和箭头代表信号及其流动的方向，并用支路旁标代表支路的传递函数即信号大小。上图所示的双端口网络可用流图表示如下：,S参数的流图表示及计算（续1）,梅森（Mason）不接触环路法则,T：信流图所代表的网络的增益或传输函数Tk：第k条路径上所有支路系数的乘积：信流图行列式，即信流图所代表的网络的联立方程组的行列式k：与第k条开路不接触的子信流图的行列式,S参数的流图表示及计算（续2）,信流图计算举例 在双端口网络的端口2上终接一个反射系数为L的负载：,由梅森法则：,故有：,10.2.2 网络分析系统,网络分析仪是通过测定网络的反射参数和传输参数，从而对网络中元器件特性的全部参数进行全面描述的测量仪器，用于实现对线性网络的频率特性测量。 网络分析仪能够完成反射、传输两种基本测量，从而确定几乎所有的网络特性，S参数是其中最基本的特性。标量网络分析仪：只测量线性系统的幅度信息；矢量网络分析仪：可同时进行幅度传输特性和相位特性测量。,系统组成原理,基本的网络分析仪主要由信号源、S参量测量装置及矢量电压表组成。,信号源：向被测网络提供入射信号或激励；S参量测量装置：实际上是反射测量电路与传输测量电路的组合，首先将入射、反射及传输信号分离开，然后通过转换开关分别进行测量；矢量电压表：测量入射、反射和传输信号的幅值及它们之间的相位差。也可以通过幅相接收机实现此功能。,标量网络分析仪,a1为入射波、b1为反射波、b2为传输波，它们的测量通道分别为R（参考）、A、B。通过这些信号可确定正向S参数|S11|、|S21|。将被测网络的激励端与测试端反接，同理可测得|S22|、|S12|。,矢量网络分析仪,一种外差式矢量网络分析仪的组成框图如下：,