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矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀有何不同?


  來源: 專業(yè)無線電通信 時間:2020-10-21 編輯:清風(fēng)
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用只有幅度(駐波)測試功能的天線分析儀,可以得到天線的駐波系數(shù)。駐波系數(shù)對于判斷天線的好壞和用修剪、湊試的方法調(diào)試天線都具有重要價值。所以,只具有駐波測試功能的天線分析儀(簡稱駐波表)常用于天線工程施工、天線修剪、天線質(zhì)量檢查等方面,對于絕大多數(shù)用途已經(jīng)足夠了。



同時需要注意,僅僅了解天線的駐波,某些情況下會得出錯誤的結(jié)論。比如A天線在100~200MHz的駐波系數(shù)為1.5,B天線在相同頻段的駐波系數(shù)都為2.0。能不能說A天線比B天線好呢?對于工程架設(shè)——或者說天線應(yīng)用來說,當(dāng)然可以得出這個結(jié)論。但是對于天線研發(fā)來說,就未必。如果A天線在100~200MHz頻帶內(nèi),阻抗變化很大,其阻抗的矢量繞著50歐轉(zhuǎn)了一個大圈。而B天線的阻抗卻幾乎不變,那么,對于B天線,只需要稍微進(jìn)行一點(diǎn)匹配,就能把駐波調(diào)整到1.5甚至1.2以下。而對于A天線,無論怎么匹配,都只能把其中某個很窄的頻率(例如150~160MHz)的駐波系數(shù)調(diào)整到1.2以下,而與之背離的某個地方,就會冒到2.0以上…… 顯然,B天線更受歡迎。這個例子說明,具備阻抗測試功能的天線分析儀更適合于天線的研發(fā),尤其是寬帶天線的研發(fā)。業(yè)余無線電天線一般都是窄帶工作的,阻抗分析優(yōu)勢不一定明顯,但是它可以提供有關(guān)調(diào)試方向的重要參考,通過一些手段,還能測試電感、電容等元件,所以對于愛好者中的骨灰級DIY派來說,具備阻抗顯示功能的天線分析儀有重要意義。


在專業(yè)領(lǐng)域,還需要測試天線的方向圖、極化特性等指標(biāo)。測試這些指標(biāo)需要用標(biāo)準(zhǔn)天線和測試接收機(jī)在不同的方位接收待測天線發(fā)射的信號(或者待測天線在轉(zhuǎn)臺上轉(zhuǎn)動)。具備這種功能的儀器當(dāng)之無愧的叫天線分析儀。當(dāng)然,網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展也可以勝任這項(xiàng)工作。


天線分析儀就是一種網(wǎng)絡(luò)分析儀。只不過它只適合測試單端口網(wǎng)絡(luò)(比如一個負(fù)載、天線),在測試雙端口網(wǎng)絡(luò)(例如:一個濾波器)或多端口網(wǎng)絡(luò)時,其它的端口要接上匹配負(fù)載,這時它測到的是網(wǎng)絡(luò)的反射特性。通常說的網(wǎng)絡(luò)分析儀具備雙端口測試能力,可以測試信號通過待測器件(比如濾波器)以后產(chǎn)生的變化。這里同樣包括幅度的變化和相位的變化,進(jìn)一步還有時間的延遲。而幅度、相位、時間延遲與頻率都是有關(guān)系的?,F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠把它們隨頻率的變化關(guān)系,以幅頻特性圖、相頻特性圖等形式展示出來。一些高檔網(wǎng)絡(luò)分析儀還能將它們與待測器件的輸入功率之間的關(guān)系展現(xiàn)出來,并能顯示延遲特性圖。


與天線分析儀類似,雙端口測試時,幅度的變化、相位的變化可以用幅度檢波器、鑒相器等裝置加以比較得到。只不過參與比較的不再是正反向信號,而是輸入信號和輸出信號。


標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以展現(xiàn)幅頻特性。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀除了展示幅頻特性外,還可以展示相頻特性。兩種網(wǎng)絡(luò)分析儀要展示延遲特性,從原理而言都需要采取一些措施。不過,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀只需要對相頻特性進(jìn)行一次微分,并不需要增加硬件,因此高檔矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀一般標(biāo)配了這樣的功能,而標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀卻需要增加產(chǎn)生脈沖或調(diào)制信號的硬件,因此很少配有這種功能。


對于一個雙端口的待測器件,很多時候我們希望了解兩個端口的反射特性,以及該器件正反兩個方向的傳輸特性。用天線分析儀測試反射特性,需要對兩個端口各測一次。用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析儀測試傳輸特性時,需要把待測器件顛倒過來再測一次,否則不但測不出兩個特性,甚至無法構(gòu)建校準(zhǔn)模型,一個特性也測不出來,而且顛倒端口可能還會帶來新的誤差。有沒有網(wǎng)絡(luò)分析儀可以一次性把兩個端口的反射、傳輸特性,共四個特性測出來呢?當(dāng)然有,而且現(xiàn)在已經(jīng)成為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的主流。目前商品的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,兩個端口內(nèi)部各配置有兩個定向耦合器,只需切換一下信號源連接的端口即可調(diào)換方向,兩步測出四個特性。大體上只有一些手持式的矢網(wǎng)需要人工調(diào)換器件方向了。而標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀卻幾乎沒有能夠自動調(diào)換的。除了上面說到的兩端口網(wǎng)絡(luò)分析儀,隨著射頻技術(shù)的進(jìn)步,端口數(shù)更多的網(wǎng)絡(luò)分析儀也變得常用起來。


前面說到天線分析儀就是一種網(wǎng)絡(luò)分析儀。如果我們把具備測試反射和傳輸兩種信號流程特性的網(wǎng)絡(luò)分析儀稱作“標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)分析儀”的話,天線分析儀相當(dāng)于半臺標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)分析儀;相對于能自動調(diào)換方向的網(wǎng)絡(luò)分析儀而言,天線分析儀就相當(dāng)于四分之一臺了。有些網(wǎng)絡(luò)分析儀不具備定向電橋,只能測試器件的傳輸特性。如果要測試反射特性,就需要外置定向電橋。這種網(wǎng)絡(luò)分析儀,也可以算半臺標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)分析儀。帶跟蹤源的頻譜儀就是這種情況,并且多數(shù)只具備標(biāo)量測試功能。


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