前言

矢量網絡分析（Vector network analyzer 簡稱VNA）是一種電磁波測量的測試設備。它既能測量單端口網絡或兩端口網絡的各種參數幅值，又能測量其相位。可以測量其幅度、相位、延時、史密斯圖、極坐標以及駐波比等特性。矢量網絡分析儀是一種功能強大，應用廣泛的儀器。在天線、微波射頻（RF）、電路測試、元器件測試等領域應用十分廣泛，被稱之為“儀器之王”。因此其價格也非常昂貴。

近日，深圳市鼎陽科技有限公司發布了國內首款集頻譜分析儀與矢量網絡分析儀于一身的SVA1000X系列。傳統的頻譜分析儀和跟蹤源配合，只能進行標量網絡分析。SVA1000X內置跟蹤源和反射電橋，能夠同時掃描幅度和相位，可對射頻電路網絡進行矢量S11和S21測量，并以史密斯圓圖、極坐標等方式更精確的顯示射頻電路網絡特征。下面我們利用這款高性價比的一體機產品SVA1015X來測量一個標稱為48MHz低通濾波器的矢量網絡特性。 

校準

S11校準：矢量網絡分析儀的S11在出廠前已經經過校準。因此在沒有特殊情況下不需要校準。但隨著時間及環境的變化，在使用前最好使用廠家提供的校準件進行校準，消除誤差。S11校準總共分為三步。在網絡分析功能下進入校準界面并按儀器提示在Port1端口依次接入‘open’、‘short’、‘load’載校準件，并鎖緊校準件。

S21校準：在測試前需要對線纜及外接部件進行校準以消除其誤差。本次測試的低通濾波器只有48MHz。因此只需校準10MHz到100MHz即可滿足要求。設置初始頻率為10MHz，終止頻率100MHz后，直接把PORT1與PORT2 外接部件連接，然后進行歸一化校準，直至校準完成。如下圖。

△ 圖1  S21歸一化校準

測試

把待測濾波器接入到已經校準的線纜里并鎖緊。如圖2。

△ 圖2 測試連接

評估濾波器質量，可以通過矢量網絡分析儀功能測試其幅頻特性及駐波比特性來評估。

對數幅度：在S21 測量下，設置顯示類型為對數幅度。并根據測量值調整參考電平和刻度。掃描完成后，即可得到濾波器的幅頻曲線。如下圖所示。

△ 圖3 對數幅度曲線

對于測得的幅頻曲線，我們可以通過光標查看各測試點的測量值。SVA1015X配備四個光標。因此我們可以同時打開所有光標查看各頻點的測量值。通過光標可以得到此濾波器的-3dB點在54MHz處。54MHz以上，幅度將快速下降。從測量數據可以看到此濾波器與標稱值有6MHz的余量。

△ 圖4 光標測量幅頻曲線

評價濾波器的另一個參數是駐波比。在上面的測試中，我們已知濾波器的帶寬為54MHz。在測試其駐波比前，我們只需測試10MHz到55MHz的駐波。設置好初始頻率為10MHz，終止頻率為55MHz并歸一化校準后，即可測量駐波比。

駐波比 在S11 測量下，設置顯示類型為駐波比。并根據測量值調整參考電平和刻度。掃描完成后，可以得到此濾波器的駐波比曲線。同時通過四個光標查看各頻點的駐波比，如下圖。從圖上可以得到，濾波器在超過48MHz后，駐波比將顯著增大。因此濾波器標稱48MHz是非常準確且嚴謹的。

△ 圖 5 光標測量駐波比

在上面的測試中，經過幅頻特性及駐波比的結果，得出濾波器48MHz的帶寬是比較理想的，現在再通過測量相位特性評估其性能。我們將相位分析對象的頻段定在10MHz到100MHz。設置好初始頻率為10MHz，終止頻率為100MHz并歸一化校準后，即可測量相位。

相位 在S21 測量下，設置顯示類型為相位。并根據測量值調整參考電平和刻度。掃描完成后，可以得到相位曲線。如下圖所示

△ 圖6 相位曲線

從上圖可以看到從10MHz到48MHz（光標2），相位是線性變化的。在光標2后的帶外相位已經發生變化，不再是線性。

測試結果：通過矢量網絡的幅頻特性、駐波比特性以及相位特性分析，可以得出，此濾波器的理想帶寬為48MHz。

通過以上測量，我們清楚地看到SVA1015X作為矢量網絡分析儀的功能體現，同時它也是一款性能優異的頻譜分析儀。作為一款一體機，其在矢量網絡分析功能上支持S11和S21的線性/對數幅度、相位、群延時、史密斯圖、極坐標以及駐波比測量，因此它能滿足不同應用場合的需求。市面上的矢量網絡分析儀，往往價格都比較昂貴，SVA1015X擁有矢量網絡分析儀的功能，價格相對來說卻便宜很多，大大為廣大用戶降低了使用成本。

關于鼎陽

鼎陽科技（SIGLENT）是一家專注于通用電子測試測量儀器及相關解決方案的公司。

從2005推出第一款數字示波器產品至今，10余年來鼎陽科技一直是全球發展速度最快的數字示波器制造商。歷經多年發展，鼎陽產品已擴展到數字示波器、手持示波表、函數/任意波形發生器、頻譜分析儀、臺式萬用表、直流電源等通用測試測量儀器產品。2007年，鼎陽與高端示波器領導者美國力科建立了全球戰略合作伙伴關系。2011年，鼎陽發展成為中國銷量領先的數字示波器制造商。2014年，鼎陽發布了中國首款智能示波器SDS3000系列，引領“人手一臺”型實驗室使用示波器由功能示波器向智能示波器過渡的趨勢。2017年，鼎陽發布打破行業壟斷，多項參數突破國內技術瓶頸的SDG6000X系列脈沖/任意波形發生器，其輸出帶寬高達500MHz。目前，鼎陽已經在美國克利夫蘭和德國漢堡成立分公司，產品遠銷全球70多個國家，SIGLENT正逐步成為全球知名的測試測量儀器品牌。

關于鼎陽硬件設計與測試智庫

鼎陽硬件設計與測試智庫（簡稱鼎陽硬件智庫）由深圳市鼎陽科技有限公司領銜創辦，是中國第一家“智力眾籌”模式的硬件智庫。

鼎陽硬件智庫順時順勢，倡導“連接-分享-協作-創造”的理念，高舉志愿者服務的大旗，相信互聯網是“愛”的大本營，相信人們都有發自內心分享的愿望。

鼎陽硬件智庫選擇硬件領域最普遍的七類問題：電源，時鐘，DDR，低速總線，高速總線，EMC，測試測量進行聚焦。尋找“最針尖”的問題進行研討，針對“最針尖”的問題組織專家答疑，將硬件大師積累的寶貴知識和經驗變成公眾財富，惠及更多硬件人。

鼎陽硬件智庫，群策群力，連接所有硬件人。

有硬件問題，找鼎陽硬件智庫。