矢量网络分析仪基础知识和S参数的测量

1、矢量网络分析仪基础知识及S参数测量 1 基本知识1.1 射频网络这里所指的网络是指一个盒子，不管大小如何，中间装的什么，我们并不一定知道，它只要是对外接有一个同轴连接器，我们就称其为单端口网络，它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。注意：这儿的网络与计算机网络并不是一回事，计算机网络是比较复杂的多端（口）网络，这儿主要是指各种各样简单的射频器件（射频网络），而不是互连成网的网络。1.单端口网络习惯上又叫负载Zlo因为只有一个端口，总是接在最后又称终端负载。最常见的有负载、短路器等，复杂一点的有滑动负载、滑动短路器等。单端口网络的电参数通常用阻抗或导纳表示，在射频范畴用反射系数r（回损、驻

2、波比、Su）更方便些。2.两端口网络最常见、最简单的两端口网络就是一根两端装有连接器的射频电缆。匹配特性两端口网络一端接精密负载（标阻）后，在另一端测得的反射系数，可用来表征匹配特性。传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性（反射系数）外还有一个传输特性，即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数ToC1.1)即相移。插损（IL）=20LogTdB,一般为负值，但有时也不记负号,两端口的四个散射参量测量两端口网络的电参数，一般用上述的插损与回损已足够，但对考究的场合会用到散射参量。两端口网络的散射参量有4个，即Si、S21、S2、S220这里仅简单的（但不严格）带上一笔。Sii与网络输出端

3、接上匹配负载后的输入反射系数r相当。注意：它是网络的失配，不是负载的失配。负载不好测出的r,要经过修正才能得到Sii0S21与网络输出端匹配时的电压和输入端电压比值相当，对于无源网络即传输系数t或插损，对放大器即增益。上述两项是最常用的。Si2即网络输出端对输入端的影响，对不可逆器件常称隔离度。S22即由输出端向网络看的网络本身引入的反射系数。中高档矢网可以交替或同时显示经过全端口校正的四个参数，普及型矢网不具备这种能力，只有插头重新连接才能测得4个参数，而且没有作全端口校正。i.2传输线传输射频信号的线缆泛称传输线。常用的有两种：双线与同轴线，频率更高则会用到微带线与波导，虽然结构不同，用途

4、各异，但其基本特性都可由传输线公式所表征。特性阻抗Zo它是一种由结构尺寸决定的电参数，对于同轴线：单位为口（L2）叵d式中er为相对介电系数，D为同轴线外导体内径，d为内导体外径。反射系数、返回损失、驻波比这三个参数采用了不同术语来描述匹配特性，人们希望传输线上只有入射电压，没有反射电压，这时线上各处电压一样高，只是相位不同，而实际上反射总是存在的这就需要定义一个参数。？式中Zl为负载阻抗，Z0为同轴线的特性阻抗。删寸系数r反射电压入射电压?由于反射系数永远01,而且在甚高频以上频段手边容易得到的校准装置为衰减器，所以有人用返回损失(回损)R.L.来描述反射系数的幅度特性，并且将负号扔掉。?回

5、损R.L.=20Log|rdB(1.4)有反射时，线上电压即有起伏，驻波比(S.W.R)是使用开槽测量线最易得到的一个参数，比较直观。、炉1+口驻波比RSiW.R-啡-77(L5)4L1山当|r|1时，p=1+2Ir|(1.6)?本仪器三种读数皆有，可任意选用阻抗圆图只看田有时会fta精罚弊+j”Xi.2B4-111,频率/将（L3）式的分子与分母司时除以乙（归一ft），用极坐标而出后就成了史密用偃图.也常解敢道图，或面作侵图通常它是用桂示虹喻曲曲水平轴为蛾轴，上半面偏电感，下平面偏电容，右面产将讲来曷在片1的H内）限值偏高左面（在产1的廓卜）阻值偏低。知道了负载在员图上的勃迹，就马上可以知道

6、负载的，陨，该海什么方法匹B还柯7t睦醋ij静，不一iffi总博L1史密斯崩第isorJU-1rvly图12如A,B两个规格的天线，若只在标网上选择，肯定选B而不要A,而在矢网上看，A比B有潜力得多，加个电容就比B好了。这种情况是大量存在的,在全波振子对测试中就是这种情况。因此，在调试中首先要将天线阻抗调集中（在圆图上成团）。举例来看，反射网与振子高度调节就有这种情况，折合振子单边加粗也有这种情况，然后再采取措施（如并电容，用电感，调短路片位置，改平衡器内导体等）使其匹配。而且经常不是使中频处于圆图中心,而是使整个频带处于中心某一小圆内，即牺牲一下中频性能，来换取总带宽。阻抗圆图上适于作用联运

7、算，若要作并联运算时，就要转成导纳；在圆图上这非常容易，某一点的反对称点即其导纳。请记住当时的状态，作阻抗运算时图上即阻抗，当要找某点的导纳值时，可由该点的矢彳至转180。即得;此时圆图所示值即全部成导纳。状态不能记错，否则出错。记住，只在一个圆图上转阻抗与导纳，千万不要再引入一个导纳圆图，那除了把你弄昏外，别无任何好处。另外还请记住一点，不管它是负载端还是源端，只要我们向里面看，它就是负载端。永远按离开负载方向为正转圆图，不要用源端作参考，否则又要把人弄昏。圆图作为输入阻抗特性的表征，用作简单的单节匹配计算是非常有用的，非常直观，把复杂的运算用简单的形象表现出来，概念清楚。但对于多节级连的场

8、合，还是编程由计算机优化来得方便。传输线的传输参数同上面两端口网络，不再重复。1.3有关仪器的几个术语网络分析仪能测单或两端口网络的各种参数的仪器，称网络分析仪。只能测网络各种参数的幅值特性者称为标量网络分析仪，简称标网。既能测幅值又能测相位者称为矢量网络分析仪，简称矢网，矢网能用史密斯圆图显示测试数据。连接电缆一根两端装有连接器的射频电缆叫连接电缆（也有称跳线的），反射特小的连接电缆称测试电缆。反射电桥为了测得反射系数，需要一种带有方向性（或定向性）并保持相位信息的器件，如定向耦合器或反射电桥，本仪器采用的是反射电桥，它的输出正比于反射系数。其原理与惠司顿电桥完全相同，只不过结构尺寸改小适于

9、高频连接，并且不再想法调平衡，而是直接取出误差电压而已。反射电桥一般只能测同轴线等单端馈线系统。差分电桥能测双线馈线系统的反射电桥称差分电桥。谐杂波抑制能力一般国产扫频源的谐杂波在20dB左右，甚至杂散波只有15dB,进口扫频源女？的也就在30dB多一些，外差式接收机对谐杂波的抑制能力皆在40dB以上，不会出现什么问题。而对于宽带检波低放的扫频仪与标网，不外接滤波器对寄生谐杂波是没有抑制能力的，有时就会出现下面几种问题：滤波器带外抑制会被测小，天线驻波会被测大，窄带天线增益会测低。动态范围仪器设置到测插损，将一根好的短电缆的一头接到输出口，另一头接到与屏幕显示相对应的输入口上，按执行键进行校直

10、通后，拔掉电缆后仪器显示的数值即动态范围，应70dB。对插损的广义理解隔离度不该通而通了的插损称隔离度或防卫度。方向图天线对一固定信号在不同方向的插损称方向图。2传输线的测量2.1同轴线缆的测量1 .测电缆回损1 .待测电缆末端接上阴负载（或阳负载加双阴），测其入端回损，应满足规定要求。假如是全频段测试的话，那一般是低端约在30-40分贝左右，随着频率增高到3GHz一般只能在20dB左右。假如全频段能在30dB以上此电缆可作测试电缆，一般情况下尤其是3GHz附近是很难作到30dB的，能作到26dB就不错了。2 .回损测试曲线呈现周期性起伏，而平均值单调上升，起伏周期满足，F=150/L,式中L

11、为电缆的电长度（米），/F单位为MHz则此电缆属常规正常现象，主要反射来自两端连接器处的反射；若低端就不好，甚至低频差高频好，或起伏数少，则电缆本身质量不好。3 .回损测试曲线中某一频点回损明显低于左右频点呈一谐振峰状，此时出现了电缆谐振现象。只要不在使用频率内可以不去管它，这是电缆制造中周期性的偏差引起的周期性反射在某一频点下叠加的结果，我们只能先避开它。这种现象在1998年我们买的SYV-50-3电缆中多次碰到，回损只有1014dB,粗的电缆倒不常见此情况，用户只有自己保护自己，选择质量好的才买。4 .在测回损中出现超差现象时，可按下面提到时域故障定位检查加以确诊，以便采取相应措施。2 .

12、测电缆插损（也称测衰减）1 .替代法在使用要求频段下，用插损档通过两个10dB衰减器用双阳校直通，校后用电缆代替双阳接入两衰减器之间即得插损曲线，此法为最常用的方法。2 .回损法测插损在仪器经过开短路校正后，接上待测电缆，测末端开路时的回损，回损除2即得插损，此法的优点在于不会出现插损为正的矛盾，特别适合于已架设好的长的粗馈管首尾相距较远的场合。3 .非正常情况检测电缆时最好用全频段测试，插损由小到大应是一单调平滑曲线，并且插损在标准规定以内，小有起伏也不要紧，那是反射叠加引起的。但若有某一频点附近显著高于左右频点（插损增大）呈一下陷曲线状，说明此电缆有问题。多数是连接器外皮压接不良所造成，返

13、工后重测。少数是电缆本身形成的，那么此电缆只能隔离待查，停止使用。连接器外皮显著接触不良，可用下面提到的电缆屏蔽性能检查方法加以确诊。3 .同时测插损与回损可按说明书4.7节进行双参量测量。双参量测量精度不如单参量高，若无必要，以采用单参量为宜。4 .同轴电缆电长度的测量在射频范围内，经常采用同轴电缆对各个功能块、器件或振子单元进行连接（即馈电），除了要求插损小、匹配好之外，常常还对引入的相移提出要求。一般只要求相对相移，譬如同相天线阵或功率组合单位等。它们要求每根电缆一样长，而收发开关或阻抗变换场合则会提出长度为入/4的要求，而U形环平衡器又会提出长度为入/2的要求，这就出现了如何测电缆电长

14、度的问题。在不加支持片的同轴线段中，同轴线段的机械长度（或几何长度）与电长度是一致的，在有支持片或充填介质的情况下两者是不同的，机械长度与电长度之比为波速比（也有称缩波系数，或缩短系数），一般在0.66到1之间，电长度显得长些，而实际机械长度显得短些。实际上要求的是电长度，矢网正好能测电长度。2.测反射相位定电缆电长度当电缆末端开路时，在其输入端测其反射的相位是容易的，由于反射很强测试精度也较高。当然末端短路也是可行的，但不如开路时修剪长度来得方便，因此常在末端开路的情况下进行测试。i、入/4电缆的获得 仪器设定在要求的使用频率下点频工作，在测回损状态下校开路与短路。 接上待测电缆（末端开路）

15、，若电缆正好为入/4时，相位读数应在1800附近。若0.04）,除了装配质量外，还有插头本身设计问题，一般市售连接器是不适于用到3GHz勺。假如连接器是仔细设计，考虑了支持片的影响的，那么还有一个因素那就是电缆的特性阻抗可能不对，此时就应测测电缆特性阻抗。2 .作法样本与扫频方案对于已装好连接器的跳线，长度已定，只能由长度定扫频方案而对于电缆原材料，则可以按要求频率确定下料长度。此时待测电缆一头装连接器即可。样本长度与扫频方案是相互有关的，可以点频测也可以扫频测，取值要取相位靠近2700时的电抗值，此时电长度为人/8、电抗值在土j50Q附近，如4060Q之间，否则不易得到可信数据。测试频率宜低

16、些，以减少连接器，以及末端开短路的差异造成的误差。以SFF-50的电缆为例，取样本长500mm其电长度即为700mme乘1.4波速比）,扫频方案可选4656MHz,AF=2MH即可。 仪器在测回损状态下，电桥输入端与输出端各用一只10dB衰减器。校过开短路后，接上待测电缆。记下待测电缆在末端开路与短路时的输入电抗值（不管电阻值），两者相乘后开方即得特性阻抗值。 一般测试只选一点最靠近2700的点（即50Q）进行计算即可，要求高时，可在5010Q范围内选5点进行平均，这5点之间起伏不应大于0.5Q,否则电缆质量不好。 电缆两端测出的特性阻抗有可能是不相同的，说明该电缆一头特性阻抗高，一头低。要求

17、高时，应对样本进行掉头测试，两端测出的特性阻抗不应相差0.5Q.注意：1:虽然所有人/8奇数倍的频点皆能进行测试，但只测了前面入/8,后面入/4及其倍数都是不参与的；它只提供了0点与点，这两点只与长度有关，而与乙无关。2 :测75Q电缆时，请用75Q电桥，测试数据请乘1.5倍。3 :有人采用测数百米长电缆的输入阻抗来代替测乙,这并非标准方法，实际上是对电缆提出了超标准的要求。除非电缆非常好，否则不易通过。七.电缆屏蔽度检测也称漏泄检测，也有称防卫度检测，作法同阵面幅相检测。 采用全频段扫频方案，测插损，用一根好的短电缆校直通； 在输出端接上待测电缆，其末端接上阴负载或双阴加阳负载； 将一个拾取

18、环（见幅相检测），通过一段电缆接到输入端，当环远离待测电缆时读数应70dB; 将环靠在电缆上滑动，若读数仍在70dB以上则电缆性能优秀，若读数在60dB左右属良好，若读数在40-50dB就不太好，但勉强能用，若读数在20-30dB则肯定有了故障，一般出现在连接器处，必须重装，压紧后再测，连接器处不宜低于50dB; 连接器接地不良时，其时域波形表现为拖尾巴波形，而不是一个单纯的脉冲波形；以上讲的是带插头的电缆（常称跳线）的检测方法，只是一种查毛病的方法，并不作为验收的依据。2.2PNA用于测量75Q系统的补充说明PNA本身是50Q系统测量仪器，在有75Q配套件的情况下，可在30-1000MHz频

19、段内对75Q系统进行测量。1 .测回损主要是改用75Q电桥，该电桥输入输出端口仍为50Q,故仍然可用原配电缆接上，而电桥测试端口为75Q,即能按原说明书所述方法对75Q系统的反射特性进行测试。测阻抗或相位或者所测驻波较大时，请用75Q短路器加校短路。对电桥定向性有怀疑时，可用75Q负载验证，也可采用校零措施。改用75Q电桥测试75Q系统时所有驻波、回损、相移值都是对的，但阻抗值请注意还要乘1.5才对。2,测插损在仪器输出输入端各接一根50Q电缆，在电缆另一端各接一只50Kz75Q转换，并用75Q双阴将它们对接起来校直通，然后取出双阴串入待测件即可测出其插损与相移。示意图如下:3.测增益接法与测

20、插损相似，但应加30dB衰减器后校直通，衰减器可以是50Q的，也可以是75Q的，各自用入其相应位置，其作法与原说明书相同。4.时域故障定位除改用75Q电桥外其他与说明书全同，校短路请注意要用细芯子的75Q短路器。注意：由于75Q与50Q两者内导体差别较大，使用时应小心不要插错，粗的插入细的会损坏器件，细的插入粗的则接触不良甚至不通。5.75Q配套件清单名称羲至名称敬迪1字60电桥1只5JKT5-50转换2275。负载工只6750碘2只/3而口短路器1只7T50双阳1只口4口保P触1只。2.3多对双绞线电缆的测试在电脑网络连线中，用到了多对双绞线电缆，而且提出了技术要求，如何用常规单端（一线一地

21、制，如同轴线）仪器进行测试呢？一.技术要求：有关单位对于5类线（四对双绞线）的技术要求见下表（每对绕成双绞线的线又有多股与单股之分。相当线号为24AWG26AWG）。EIA/TIA5焚A传输要求频率特睡振回报近端宙抗衰减量dB/100MMHz*-10的卸多股口单股*10015*23取一2.4P如1加IOQ15期47-工和6.5口&1001523*?44*：工3E22。100国期42+1LW33n25r1。吐15r小4U125炉10.431.25/100+152M14.1P117K方25/10015p35.17P皿通1L命,3和2加22口注：在执行5类线标准验收时，有的用户要求按输入阻抗为100

22、15。来验收，其理由为既然有特性阻抗为10015。的要求，而现在线很长（300m）,因此只测其输入阻抗来代替前两项要求。对于理想的均匀线，这个要求还勉强说得过去，问题是线既不理想也不均匀，这个要求就超出了标准范围，否则就没有必要定第二栏的要求。对于100MHz,标准规定回损为16dB,假如按输入阻抗要求则为23dB,超过标准7dB;因此把特性阻抗验收标准改成按输入阻抗验收，是不符合标准的作法。另外有的仪器有|Z|坐标，这是一种电路参数而不是传输线参数，用|Z|0100土15Q来要求传输线的输入阻抗，是会闹笑话的。比如Zin=j100Q,是完全符合|Z|&10015Q要求的，而对于传输线而言却是

23、全反射，根本不能用。二.测试方法这儿只讨论用矢量网络分析仪来测试双绞线，不涉及市售电脑线专用测试设备。1 .直接用单端仪器测试这是一种原则性的错误，因为平衡受到破坏，产生了共模电流，将导致衰减加大、窜扰严重。但有的地方仍然是这样作的，不妨试一试。2 .采用PNA100。差分套件3 .将单端仪器测试口通过复用开关扩为八个，采用混合模式散射参量进行计算与校准，这是ATN公司的方法。下面将只采用1、2两种方法进行测试，是用PNA3628进行的，具频率范围为：1KHz120MHz。测试样本是一段22.5米的商品电缆。三.测试结果1.特性阻抗Z0测试虽然Z0一般不是频率的函数，但仍测了三个频点，测时线长

24、最好用测试频率的入/8,测其末端开、短路时的输入电抗，相乘开方后即得。测试频率MHz11062.5单端电桥测Q97114103.6107.7100106差分电桥测Q108113103108103108每个频率下有四个数据（四对线），两法测试结果差别不大，看来都可以测试频率MHz11016202531.2562.5100小曲242a823,427211627dE24.52724.42623.819.421.315a表中却3对线中的ft差值，删!最差的缭法中并不回司题以乎不算尢-4费途扰图中侬为要求值，用差分转换头完的全符合要痂且很雌（下面的雌）.用单撷:的则严重超标，数据不合理上面的梅S）.一图

25、21尸2图中上面T触隈为要求值，与用差分转换头测期艮吻合（但很临界卜一用单端S!惺则耳著超标（下面的域）,数据不合理/一S2Hw四.PNA100。差分套件1 .差分转换头2 .差分电桥它是一个由三个100。无感电阻，与接在测试口上的待测电阻，组成的一个平衡电桥（惠士顿电桥）。由信号源来的单端信号，通过平衡器变成差分信号后，接到电桥的对角线两端。另一个对角线两端，再通过另一平衡器将误差信号变成单端信号后，送到仪器的接收输入端。即可直接得测得100Q双线系统的回损或驻波比，也可测试输入阻抗；但数值要乘2,因为仪器为50Q系统。结束语直接用常规单端矢量网络分析仪测特性阻抗是可行的，测回损的误差则大了

26、些，但似乎尚能勉强使用，测衰减则显著偏大，测窜扰则严重失实。采用PNA100Q差分套件后，矢量网络分析仪既可胜任各种双绞线的测试，也可进行时域故障定位测试。2.4 微带线的测试1 .微带线Zo的测试待测微带线的样本为一长度6cm的一块微带线，按前述测Zo方法，测此线在末端开路与短路时的输入电抗值（不管电阻值），两者相乘后开方即得特性阻抗Zo值。2 .微带接头的测试在一块50Q微带线的样本为一长度6cm的微带线两端装上连接器，对此线进行时域故障检查，调节两端连接器与微带线的过渡尺寸，使得两端的时域反射00.03（越小越好），样本适当长些以便分清两端分别对待。时域测试与频域测试互相对照，有利于对被

27、测线作出更合理的裁决，到频域后可按K菜单R键再选时域返回。3 .双面复铜板介电常数的测试1 .低频测电容法i、公式推导：由物理书可知C=A0/t,0=8.8552X10-12法/米=8.8552X10-12F/m若A=10X10mm2,t=1,则C=0.8855P,即1平方公分的两个板间距为1mm时的电容约0.9P,而1mm见方的面积两板间距为1mm即1mm电容=0.008855P,有介质后C=rCr=112.9XCXt/A（2.（1）ii、作法：用一只能分辨1P电容的三用表进行测试，如一块62X73mm2的复铜板，测得C为114P,而t扣除铜箔厚度后为0.96,则r=112.9X114X0.

28、96/（62X73)=2.67(2.2)i、公式推导;对于宽高h的胆拗覆腼蛛J（府/白F+田8y+仿/次），对于复铜板？h不大，故P=0.为简单起见取a=b,m=n=K与一工若a取切，则斗=2M，广Hz）(23)ii、样本制蛇截一块50X50的方板，匹边用铜皮焊住，注意不得有漏燃S2中广中5耦合孔（1,耦合越公测得趣隹）iiK混弑方海设定投昉案后作直通校正，然后I箫认输出蝴随过两木幅面面的电缩寸1O贝|q=7-=2限2疗电级端面无败寸切断面焊接，紧解阿,-0214。2.5 PNA用于测波导系统PNA常用于测同轴线系统，？测波导系统时，应针对手头器件情况进行相应的变动。一.测波导器件的插损与相移

29、艮要有两个同踞ft导,且阿按赚同辘韧腿靛法进行一按菜单键，设定扫频方案并按执行键选定之。将两只同轴变波导（cg）经两只波导隔离器对接起来，入（左）端接到仪器输出端，出（右）端接到仪器输入A（或B）端，校直通。插损量程有四档,可按KJR键来选择,最小一档为0-2.5dB,最大可测80dBo测移相器相移与插损时,可按K菜单键，选相损档，画面将随KJR键反复出现四种坐标：?1.相位量程为土180（每格72）,插损量程为+1-4dB。?2.插损仍为+1-4dB,相位在光标点的附近平移展开（每格5）。3.相位按土180（每格720）,插损量程改为+5-20dB。4.插损仍按+5-20dB,相位在光标点的

30、附近平移展开（每格5）。一.用同轴反射电桥测波导器件（或系统）的反射特性1 .常规扫频测试（如图2.16）将反射电桥（RB）接到同轴变波导上，并用一块短路板将波导口短路（封上）后，按执行键进行K校：开路1项目。假如同轴变波导的失配很小时，可直接连上待测件进行测试。*拆下短S版接上翻曜隹艮阿吟!吐此时海弑值中将包含同轴噫导的感版勺储口要求不高，这样做是可行的. 由于波导口开路并非全反射，因此波导系统测试中一般只好用校短路来代替校开路，这样作对测驻波比（回损）无妨，闪点参数所显驻波比（回损）数字有效。 用短路代开路后相位差了180。，因此再用阻抗圆图来看时，就成了导纳圆图。此时用圆图只宜用来看相位

31、与看曲线集中情况及趋势等，而闪点参数所显相位数值需改正负号（即差士180。），R与X是不太好用的（一定要用的话，可将R+jX用50除后取倒数，即得归一后的相对导纳g+jb）。 用矢量便于对器件进行匹配。2.点频计量测试法A,入/4法在上面提到的测试方法中，由于同轴变波导的失配不知道，必然带来误差，这种误差在点频上可用入/4法分离。对于波导系统则用入g/4。以点频2450MHz为例，对于BJ-26,入g=173.36,准备一段长度为入g/4=43.340.1的短波导即可。做法如下:搜测a损演，电楸陆口通逑邓麟到同献S导雨榔口1，在魁导口接上巾4短波导，再在“4应波导越接上通路板.在仪器膻关点频、

32、领回损的情况下，按执行键，喷R柱开路3）项目.见图zig.图2i“ 虾，眼地波导直接在同轴蝴导口上接上通路板，主嫖单瞳嫡路项才飘行键，进行短路校正.同图2,l&i, 取下短踏板与AJ4短波导，在同照皮导口上接上翻惯我（同图2,上公，记下视闹数据|口|与电，|F可由回损应售出或由加用诞崛5项打出 在同轴变波导L4待测用回，串入“4短波导，记下直打出）测试数据|与心见下图J汩R-:姬1图219+图解法用直尺与量龟器，在艮上即可由口与眦（后轴变波导的反*T）,皿（待图220矢量图4测件的反射）。以纸中心为原点，由同一原点、按同一比例在纸上画出口与一的矢量图，连接0与Fi的端点a与b,找ab连线的中点

33、m,则om=rcg,ma=Tdut。通过这种测试，准确度大大提高，搞清了问题所在，可用低档设备作出高档产品。其实这种测试的另一目的在于，找出一个好的负载与一个好的同轴变波导以便进行扫频测试。B.单线法（单波导法）此法实际上是人/4法的一种变通或推广，假如手头有的短波导不是Xg/4,或者想校更多的频点的话，不妨试试此法。 按测回损进行连接，在同轴反射电桥上作开路与短路校正。这是因为短波导不是入g/4而且还要扫频测试，只能在同轴反射电桥上作开路与短路校正。2.17),t己下 反射电桥接到同轴变波导，并在波导口接上待测件（同图0测试值（或打印出K反射数据） 在同轴变波导口与待测件之间，接入一短波导（

34、电长度约90,或30到150之间，不宜靠近180）,记下Fi测试值（或打印出K反射数据）。见图2.19。 同上，画出0与1的矢量图，连接r0与71的端点2与6找ab连线的中点，过中点作ab中垂线，在中垂线上找出一点m,使得/amb=2（可o由实际波导长度算出，2180时，m点在矢量三角形外）。则om=Teg,ma=Tdut,误差已得到分离。此法虽然能扫频测试，但修正还得一点一点的进行。参见图2.21。一般使用时，带宽并不宽，即使按Xg/4法进行扫频测试，精度也是够好的。C.双线法（双波导法）假如有两段长度约入g/6的短波导，即可采用此法。 同B中第一点，按测回损进行连接，在同轴反射电桥上作开路

35、与短路校正。这是因为短波导不是入g/4而且还要扫频测试，只能在同轴反射电桥上作开路与短路校正。 反射电桥接到同轴变波导，并在波导口接上待测件，记下70测试值（或打印出K反射数据）。接法见图2.17。 在同轴变波导口与待测件之间，接入一短波导（电长度约60,或302.19到90。之间），记下一测试值（或打印出K反射数据）。接法见图在同轴变波导口与待测件之间，再接入一短波导（电长度约60,或30至IJ90图2.22图2.23“用SR与题器在LL画出口Q与一匹失翻点为卜c可以作TS找出cg心m则皿=r，na=rirta舂睡2.2K/D.调配反射计法（滑动负载法）滑动负载在波导中是很容易实现的，有了它

36、，虽可以测三次定一圆（见上双线法）解出rcg,但通常多采用调配反射计法。这是一种典型的点频计量方法。按测回损进行连接，在同轴反射电桥上作开路与短路校正，再将反射电桥接到同轴变波导上。在同轴变波导口接上一只四螺钉匹配器，后面再接上一只滑动负载。-1rn丁王口rn（4t蒯负枷图2.因/反复调节四螺钉匹配器，使得拉动滑动负载时反射系数的幅值不变（即回损不变或驻波比不变，并不要求为零），此时即可认为反射计已完成调配（误差一0）。用调配后的反射计测试出的r值，即可认为是真值。3.提高扫频测试准确度的校零法介绍计量方法的目的，除可以进行精密测试外，还有一个目的就是要通过测试找到一只好的波导负载（驻波比w1

37、.02）作标准负载，与一只好的同轴变波导（驻波比w1.1）。假如有了一只标准负载，而且接到上述同轴变波导后所测驻波比w1.13（回损-24dB）,则可以按菜单键选R校零1项并执行之，从而使得测试设备的精度与校零用的负载相当（即测试系统的剩余驻波比w1.02）。但若没有好的负载，或者接上负载后驻波1.13,则不能校零，否则反而出错。最好用入g/4短路波导作开路标准，扫频进行开路校正。虽然扫频作开路校正只有一点严格有效，但常规窄带应用是可行的。三.采用波导定向耦合器测试1 .常规扫频测试将仪器输出端经同轴变波导接到定向耦合器的主路输入端，?付路反射输出接到仪器输也入（A或B）,在主路输出口用短路板

38、封上后校开路。拆下短路懒上待则翎国进行驻波t班轼。n,IIJrrfm颉*瞽图2.25/2 .点频计量测试法采用波导定向耦合器测试后，也能采用点频计量测试法，作法同上（见二、中2、各项）。3 .提高扫频测试准确度的校零法采用波导定向耦合器测试后，也能采用提高扫频测试准确度的校零法，作法同上（见二、中3、）。最好用入g/4短路波导作开路标准，扫频进行开路校正；虽然扫频作开路校正只有一点严格有效，但常规窄带应用是可行的。四.采用魔T1 .常规扫频测试将仪器输出通过同轴变波导接到魔T的和支路，？将差支路通过同轴变波导接到仪器输入（A或B）,将标准波导负载接到魔T的一路，另一路用短路板封上后校开路。拆下

39、短路板接上待测件即可进行驻波比测试。2 .点频计量测试法采用魔T测试后，也能采用点频计量测试法，作法同上（见二、中2、各项）。3 .提高扫频测试准确度的校零法采用魔T测试后，也能采用提高扫频测试准确度的校零法，作法同上（见二、中3、）。最好用人g/4短路波导作开路标准，扫频进行开路校正；虽然扫频作开路校正只有一点严格有效，但常规窄带应用是可行的。3常用器件的测试3.1电感（分立元件）一.标称值的测试标称值一般用LCR仪器进行测t也可用PNA!行测试。1 .用PNA3628按测回损连接；2 .扫频方案设为0.1590MHz点频；3 .在电桥测试口上校开路与短路；4 .在测试口插上待测件即可测出其

40、R与X值，R用于优值Q的计算，由X即可算出电感L值。X=jCDL=j2TtfL=jL（nH）,因此|X|Q=|L|仙H,如X测试值为-j10Q即为10仙H。5 .按0.1590MHz设置，适于测1999仙H;按1.590MHz设置，适于测0.199仙H,即0.1|X|Q=|L|hH,读数除以10;按0.0160MHz设置，适于测109999仙H,即10|X|Q=|L|仙H,读数乘以10；6 .也可用列表扫频方案，同时使用两或三个频率进行测试。射频下的电感测试这是一个值得思考的例子，有位用户在其150MHz,BP机主台发射机中一直采用一种线圈（在1/4W电阻上，用漆包线绕40圈），其目的估计是用

41、作扼流圈。谁知，在PNA上一测却为容性。是仪器出了问题吗？为此，对其进行了超频带范围的测试，结果整理如下:线圈A00030*0MHz*-1400.0明y线圈图3,20030.OMHz中WO.溯六由1400.OMHe-1线圈B心图3.办图3.3*线圈A的阻抗轨迹为一个大圆，局部有3个小圆。线圈B（空心者）呈现4个偏心圆。下面给一组参考数据，用0.35漆包线在5杆上平绕若干圈脱下来即成为一个线圈，对于这种线圈具第一谐振点f01大致可用下表查出范围21p14902030/t201053feiMHz21037Q5908见上空掇据可用下式拟合;气产加晒谐振时呈电阻性即=0,用相位来定谐振点明确一些，比用

42、好。第一个谐振点为并联谐振形式，低于第一个谐振点的频率呈电感性，高于第一个谐振点的频率呈容性。这里并不试图解决线圈估值与设计问题，而是通过实例说明：不能简单地将高频结构用到甚高频，更不谈用到超高频。这儿主要想说明器件或零件用在什么频率，就应该在什么频率下进行测试。对射频工作者来说，手头没有矢网进行测试，不仅仅是不方便，有时还会作出错误的选择。3.2 电容（分立元件）1 .标称值的测试1 .按测回损连接；2 .扫频方案设为63.662MHz点频（非3628型仪器只好设为63.65MHz）;3 .在电桥测试口接上短路器后校开路，取下短路器后校短路。阻抗圆图变成导纳圆图；4 .插入待测件即可测出其导

43、纳值（G+jB）,从而算出电容C值。注意：屏幕上仍显R+jXo但要知道其实是G+jB。经过计算（从略），凶Q=|C|p,如测试值X为10Q,则C为10p。同样R值也可用于优值Q的计算；5 .按63.662MHz设置时，适于测试1999p；按6.366MHz设置时，适于测试109999p,即读数乘以10;按0.636MHz设置时，适于测试10099999p,即读数乘以100;6 .也可用列表扫频方案，同时使用两或三个频率进行测试。2 .电容的高频特性在电路中经常用到瓷片电容作旁路电容，测试中发现带引线的瓷片电容呈电容性也是有条件的。由于引线电感的参与，变成了一个小联谐振回路，随着频率的升高依次出

44、现第一个用联谐振点与第一个并联谐振，也就是说一个电容的高频测试特性也是在圆图上周期性的绕圈。集中电容，比如最普通的瓷片电容，由于引线电感的原因，会出现串联谐振现象（=1800）,超过谐振点后呈电感性。普通瓷片电容的谐振频率大致如下:1000雌35100105W1303305001300点_tA可用阳1200,而（3.2）来得至4铜好的近似，由慈公期阿找比为然崩阿决定扫案进行预惊演示，左为L漳型的示意图，频率R于第Tfe点时呈音性高帮点时呈电感性承请注意在甚高般此时所有的元器件的低数I晅失去意义,甚至用燃的LCR善数测试仪也不倒九邸这种仪器的测值T只有几千福兹，只有用矢耐1缴世坦在射频庚用频率下所呈现的齿抗值，根据经骑用矢网甚至在1nnn弥睛即用亚由将值的声法来恬麟器拊泉可汗在式中T且限输薇F也可用插损限用注取高频叱0.00b如图3.6。.33.3 陶瓷谐振腔的测试方法陶瓷谐振腔由于耐高温，而且相对介质常数高（常在80以上），故体积小，而且温度稳定性也好（约3ppm/C）,常用于功率较高（瓦级）的小型移动通信设备（如手机、无绳电话等）。对于这种器件，一般要求测其谐振频率与Q值,对此作者摸索了一下，大致有以下几个方法：临界耦合法、反射系数法、陷波器法、弱耦合测频响法，下面