網(wǎng)絡(luò)分析儀究竟可以測量什么？

在射頻、通信、雷達(dá)以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，工程師們每天都與各種電磁信號緊密接觸。為了掌握這些信號在器件中的傳輸情況，了解它們是否被反射或發(fā)生變形，一臺至關(guān)重要的儀器——矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（Vector Network Analyzer）便成為了至關(guān)重要的工具。

盡管許多人或許聽說過這一儀器的名稱，但對于它具體的功能、昂貴的原因，以及為何被譽(yù)為射頻領(lǐng)域的“萬用表"卻知之甚少。本文將帶領(lǐng)您從基礎(chǔ)出發(fā)，深入了解矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的多種功能。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種能夠深入解讀電磁信號在器件中輸入與輸出狀態(tài)的儀器。換言之，它能夠精確觀測信號在器件中的行為。這一點(diǎn)是普通電壓表和電流表所無法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵诟哳l率（數(shù)百M(fèi)Hz至GHz級別）條件下，信號變化極為迅速，普通儀表難以準(zhǔn)確響應(yīng)，同時線纜自身也可能成為影響測量的器件，導(dǎo)致結(jié)果嚴(yán)重失真。

因此，工程師們設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)分析儀：它內(nèi)置信號源，能夠向被測器件（DUT）發(fā)送信號，然后接收并分析返回的反射與透射信號。通過內(nèi)部接收機(jī)與信號源的對比，網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠同時測量信號的幅度與相位，這就是我們常說的S參數(shù)測量。

那么，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀到底能夠測量哪些關(guān)鍵指標(biāo)呢？

1. S參數(shù)測量（核心功能，適用于80%的場景）

S參數(shù)是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀最基本且最、常用的測量功能。

S11/S22用于觀察反射情況：連接是否良好？是否匹配？

例如，當(dāng)給天線輸入信號時，如果天線未能有效接收信號，導(dǎo)致信號反彈回來，那么S11參數(shù)將會表現(xiàn)不佳。

S21/S12用于觀察傳輸情況：信號在通過器件后是衰減還是增強(qiáng)？

這一功能常用于測量濾波器的插入損耗、放大器的小信號增益等。許多常見器件都需要進(jìn)行此類測試，如天線的匹配性、駐波比，濾波器的插入損耗、帶外抑制，功分器的耦合度、隔離度，電纜的損耗和阻抗一致性等。

2. 阻抗測量（評估器件對信號的影響）

當(dāng)連接一個器件時，信號有時會被反射，這通常是由于阻抗不匹配造成的。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以通過測量反射量來精確計(jì)算出端口的阻抗。

這一功能在實(shí)際應(yīng)用中極為廣泛，包括PCB天線調(diào)試、RF前端匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、高頻傳輸線的阻抗控制以及連接器質(zhì)量的評估等。此外，如果夾具對測量造成影響（如天線被焊接在夾具上），還可以使用“AFR自動夾具移除"功能，去除測試系統(tǒng)自身的影響，僅測量DUT的響應(yīng)。

3. 有源器件測量（放大器、混頻器、射頻前端）

許多人認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)分析儀僅適用于“無源"器件的測量，但實(shí)際上，現(xiàn)代矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已經(jīng)能夠測量多種“有源器件"的關(guān)鍵指標(biāo)，如小信號增益、增益平坦度、P1dB壓縮點(diǎn)、AM-PM轉(zhuǎn)換、互調(diào)失真（IMD）和噪聲系數(shù)等。

綜上所述，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀不僅僅是一個簡單的測量工具，它是射頻工程師手中的強(qiáng)大助手，能夠深入揭示電磁信號在復(fù)雜電子系統(tǒng)中的行為，為優(yōu)化設(shè)計(jì)和故障排除提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。正是這些強(qiáng)大的功能，使得矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀成為射頻領(lǐng)域中至關(guān)重要的“萬用表"。

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