網(wǎng)絡(luò)分析儀中檢測信號的方法
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量介電常數(shù)的方法在反射測試中之所以需要定向耦合器,是利用定向耦合的定向傳輸特性。當(dāng)把信號由定向耦合器輸入端接入時,耦合端有耦合輸出,此時稱為正向傳輸,定向耦合器相當(dāng)于不均分功率分配器。
對于理想定向耦合器,當(dāng)信號由耦合器輸出端接入反向工作時,耦合端沒有輸出。這是因?yàn)檩斎牍β时获詈掀鲀?nèi)部的負(fù)載和主臂終端外接負(fù)載所吸收,這就是定向耦合器的單向傳輸性。
實(shí)際定向耦合器反向工作時,耦合端會有泄露輸出, 反向工作時耦合端輸出與輸入信號功率比定義為定向耦合器隔離度。
定向耦合器反向傳輸特性 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量介電常數(shù)的方法

對定向耦合器測試的重要指標(biāo)為其方向性(Directivity),方向性為定向耦合器反向工作隔離度與正向工作耦合度差值。方向性指標(biāo)反映耦合器分分離正反兩個方向信號的能力??梢员灰暈榉瓷錅y試的動態(tài)范圍。
網(wǎng)絡(luò)分析儀中檢測信號主要有兩種基本方法。
方法1:二極管檢波。二極管檢波提取射頻信號輸入包絡(luò)電平,輸出電壓反映輸入信號功率。如果輸入信號為連續(xù)CW信號,為DC檢波,如果輸入為幅度調(diào)制信號,為AC檢波。二極管檢波只反映信號幅度信息,丟失了射頻載波信號的相位信息。
方法2:調(diào)諧接收機(jī)。調(diào)諧接收機(jī)將輸入信號進(jìn)行下變頻后通過ADC變?yōu)閿?shù)字量后處理。這樣可以得到信號的相位和幅度信號。
調(diào)諧接收機(jī)由于中頻信號要通過帶通濾波處理,由于檢波器帶寬測試模式,這種無選頻測試會造成大測試噪聲帶寬(20G),而調(diào)諧接收機(jī)的中頻帶寬可小至1KHz,這樣可保證接收機(jī)有很好的測試靈敏度,而且對被測件輸出信號中雜波失真成分有很好抑制作用。

一般而言,網(wǎng)絡(luò)分析儀在射頻及微波組件方面的量測上,是基本、應(yīng)用層次也廣的儀器,它可以提供線性及非線性特性組件的量測參數(shù),因此,舉凡所有射頻主被動組件的仿真、制程及測試上,幾乎都會使用到。在量測參數(shù)上,它不但可以提供反射系數(shù),并從反射系數(shù)換算出阻抗的大小,且可以量測穿透系數(shù),以及推演出重要的S參數(shù)及其它重要的參數(shù),如相位、群速度延遲(Group Delay)、插入損失(Insertion Loss)、增益(Gain)甚至放大器的1dB壓縮點(diǎn)(Compression point)等。
上述的各個組件一般工作在50或75歐姆下的環(huán)境,實(shí)際上量測反射系數(shù)時,我們會搭配一對或一個單向性耦合器及一個功率分離器,如圖5下方所示,才能將入射與反射信號分離,而對于穿透系數(shù)量測上,基本上使用一個功率分離器或單向性耦合器就可完成入射與穿透信號的分離動作,在穿透量測上使用單向性耦合器的好處是可以將大部分的能量送到待測物上,而可以得到較佳的動態(tài)范圍,而電橋的接法與單向性耦合器類似,在此不再贅述。
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