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文檔簡介
1、S參數(shù)定義、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀基礎(chǔ)知識(shí)及S參數(shù)測(cè)量§1 基本知識(shí)1.1 射頻網(wǎng)絡(luò)這里所指的網(wǎng)絡(luò)是指一個(gè)盒子,不管大小如何,中間裝的什么, 我們并不一定知道,它只要是對(duì) 外接有一個(gè)同軸連接器,我們就稱其為單端口網(wǎng)絡(luò),它上面 若裝有兩個(gè)同軸連接器則稱為兩端口網(wǎng)絡(luò)。注意:這兒的網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并不是一回事,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是比較復(fù)雜的多端(口)網(wǎng)絡(luò),這兒主要是指各種各樣簡單的射頻器件(射頻網(wǎng)絡(luò)),而不是互連成網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。1 .單端口網(wǎng)絡(luò)習(xí)慣上又叫負(fù)載 Zl。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)口,總是接在最后又稱終端負(fù)載。最常見的有負(fù)載、短路器等,復(fù)雜一點(diǎn)的有滑動(dòng)負(fù)載、滑動(dòng)短路器等。? 單端口網(wǎng)絡(luò)的電參數(shù)通常用阻抗或?qū)Ъ{表示
2、,在射頻范疇用反射系數(shù)r (回?fù)p、駐波比、S11)更方便些。2 .兩端口網(wǎng)絡(luò)最常見、最簡單的兩端口網(wǎng)絡(luò)就是一根兩端裝有連接器的射頻電纜。? 匹配特性兩端口網(wǎng)絡(luò)一端接精密負(fù)載(標(biāo)阻)后,在另一端測(cè)得的反射系數(shù),可用來表征匹配特性。? 傳輸系數(shù)與插損對(duì)于一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)除匹配特性(反射系數(shù))外,還有一個(gè)傳輸特性,即經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)與不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的電壓之比叫作傳輸系數(shù)ToT 二匕=口 / 中"(1.1)匕 1插損(IL) = 20Log T dB , 一般為負(fù)值,但有時(shí)也不記負(fù)號(hào),即相移。?兩端口的四個(gè)散射參量測(cè)量兩端口網(wǎng)絡(luò)的電參數(shù),一般用上述的插損與回?fù)p已足,但對(duì)考究的場(chǎng)合會(huì)用到散射參量。兩端口網(wǎng)絡(luò)
3、的散射參量有4個(gè),即Sii、S21、S12、S22。S參數(shù)的基本定義:S11:端口 2匹配時(shí),端口 1的反射系數(shù)r及輸入駐波,描述器件輸入端的匹配情況,S11=a2/a1;也可用輸入回波損耗 RL=-2Olg( p)(能量方面的反應(yīng))表示。S22 :端口 1匹配時(shí),端口 2輸出駐波,描述器件輸出端的匹配情況,S22=b2/b1 。S21:增益或插損,描述信號(hào)經(jīng)過器件后被放大的倍數(shù)或者衰減量。S21=b1/a1.對(duì)于無源網(wǎng)絡(luò)即傳輸系數(shù)T或插損,對(duì)放大器即增益。S12:反向隔離度,描述器件輸出端的信號(hào)對(duì)輸入端的影響,S12=a2/b2 。特點(diǎn):1、對(duì)于互易網(wǎng)絡(luò)有 S12 = S212、對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)
4、有 S11 = S223、對(duì)于無耗網(wǎng)絡(luò),有 S11*S11+S21*S21=1,即網(wǎng)絡(luò)不消耗任何能量,從端口 1輸入的能量不是被反射回端口1就是傳輸?shù)蕉丝?2上4、在高速電路設(shè)計(jì)中用到的微帶線或帶狀線,都有參考平面,為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)(但平行雙導(dǎo)線就是對(duì)稱結(jié)構(gòu)),所以S11不等于S22,但滿足互易條件,總是有 S12 = S21。假設(shè)Portl為信號(hào)輸入端口,Port2為信號(hào)輸出端口,則我們關(guān)心的S參數(shù)有兩個(gè):S11和S21 , S11表示回波損耗,也就是有多少能量被反射回源端( Portl ) 了,這個(gè)值越 小越好,一般建議S11<0.1 ,即20dB , S21表示插入損耗,也就是有多少能
5、量被傳輸?shù)?目的端(Port2 ) 了,這個(gè)值越大越好,理想值是1 ,即0dB ,越大傳輸?shù)男试礁撸话憬ㄗh S21>0.7 ,即一3dB。如果網(wǎng)絡(luò)是無耗的,那么只要Portl上的反射很小,就可以滿足S21>0.7的要求,但通常的傳輸線是有耗的,尤其在 GHz以上,損耗很顯著,即使在 Portl上沒有反射,經(jīng)過 長距離的傳輸線后,S21的值就會(huì)變得很小,表示能量在傳輸過程中還沒到達(dá)目的地,就已經(jīng)消耗在路上了。中高檔矢網(wǎng)可以交替或同時(shí)顯示經(jīng)過全端口校正的四個(gè)參數(shù),普及型矢網(wǎng)不具備這種能力,只有插頭重新連接才能測(cè)得4個(gè)參數(shù),而且沒有作全端口校正。反射系數(shù)、回波損耗、電壓駐波比回波損耗
6、(Return Loss): 入射功率/反射功率,RL=-S11=-20lg(p),為dB數(shù)值反射系數(shù)(I):反射電壓/入射電壓,為標(biāo)量1=反射波振幅/入射波振幅=(傳輸線特性阻 抗-負(fù)載阻抗)/(傳輸線特性阻抗+負(fù)載阻抗),即I=| (ZL-Zo ) / (ZL+Zo ) |的絕對(duì)值電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ration):波腹電壓/波節(jié)電壓,VSWR=電壓最大彳直/電壓最小值=Umax/Umin= (1+反射系數(shù)模值)/(1-反射系數(shù)模值)=(1+ p)/(1- p)行波系數(shù):K=電壓最小值/電壓最大值=Umin/Umax=(入射波振幅-反射波振幅)/(反射波
7、振幅+入射波振幅)反射系數(shù)、回波損耗、駐波比對(duì)照表 (RL單位是dB,實(shí)際值是負(fù)值)p= <SWR-1) ( SWR+1)RL-20lg(p)SWR= 111+p) 口反射系藪 p回波損耗RL駐波比復(fù)反射系數(shù);r- (ZL-ZO) (ZL Z0) -p fsin 匕jsN)1.00Q.QQCO。£00j9219.ro0.80004e.oo其中;幅度p在尸1之間(。為標(biāo)篦 反射系數(shù))0.7034 05.67o.eo4.444.000.50ci .023.00反女f波相對(duì)干入射液的相角6在十寶。”-180'之0.4070233間0J010.46136定向耦§器:L
8、XOS_ 20 00122實(shí)際要習(xí)'的參數(shù)耦合度(JB)-1012 (pip:)口工。20.P21.20DCS21041.17隔離境()=1班曰Pl P4)-wA C7”1。1 15_n C624441 13方向性 CdB) -101c(P3 P)0.0526.021.110,042796I OS隔離度相合度=方向性Q.C'330.461.060.0233981.04其中 P1為輸入端口功率P3為耦合 姑口瑜出功率,叫為膈離謊口輸出功率0.0140.001.020.00CO1.00基本網(wǎng)絡(luò)基數(shù):(-)反射參數(shù)正向反向反射系數(shù)r=snr=S22回波損耗RLRL=-20lg Sil
9、lRL=-20lg|S22|駐波比SWRSWR = (1+_S221V(11-S22_)阻抗ZZ=R+jX= zorfl + silh71-sillZ = R+JX-ZOF(1 + S22VC1 S22Y(-)借輸參核正向反向傳輔系數(shù)1T=S21T=SL2插入損耗LL=-20lg|S21|插入損耗又褥衰減增益GG=20lQ S21I傳喻相移中tp = d'Lidl 152 LiU=d-Lld 1S12群延時(shí)tantan-dtp/dw d<p頻率)1.2 傳輸線傳輸射頻信號(hào)的線纜泛稱傳輸線。常用的有兩種:雙線與同軸線,頻率更高則會(huì)用到微帶線與波導(dǎo),雖然結(jié)構(gòu)不同,用途各異,但其基本特
10、性都可由傳輸線公式所表征。特性阻抗Z0 它是一種由結(jié)構(gòu)尺寸決定的電參數(shù),對(duì)于同軸線:- 單位為0<1. 2)式中sr為相對(duì)介電系數(shù),D為同軸線外導(dǎo)體內(nèi)徑,d為內(nèi)導(dǎo)體外徑。反射系數(shù)、返回?fù)p失、駐波比這三個(gè)參數(shù)采用了不同術(shù)語來描述匹配特性,人們希望傳輸線上只有入射電壓,沒有反射電壓,這時(shí)線上各處電壓一樣高,只是相位不同,而實(shí)際上反射總是存在的,這就需要定義一個(gè)參數(shù)。 M中ZL為負(fù)載阻抗,Z0為同軸線的特性阻抗。反射系數(shù)r =反射電壓由于反射系數(shù)永遠(yuǎn)W 1,而且在甚高頻以上頻段手邊容易得到的校準(zhǔn)裝置為衰減器,所以有人用返回?fù)p失(回?fù)p)R.L.來描述反射系數(shù)的幅度特性,并且將負(fù)號(hào)扔掉。?犧損 R
11、.L. = 20Log | IdB(1.4)有反射時(shí),線上電壓即有起伏,駐波比(S.W.R)是使用開槽測(cè)量線最易得到的一個(gè)參數(shù)比較直觀。v i4|rl駐波比a=£.w.R二二二一UA i-M(hE)f當(dāng) |T<< 1 時(shí),P = 1 + 2 r(1.6)滓儀器三種t數(shù)皆有,可任意選用。阻抗圓圖(1.3)式的分子與分母司球的4 (歸TtL用極坐標(biāo)畫出后就成了史硒0-或簡作畫通常&是用來標(biāo)帝度上臉斕肺, 水平軸的踏軸,上學(xué)面偏南感.下平面偏電容,右面 產(chǎn)格講來&在T=1 切阻11偏高 左面(在r=l 的國外%阻值偏低.知道了負(fù)載誨圖上的軌跡,就馬 上可泗道負(fù)載
12、的朗臣,該押什么存S匹S人還有無 匹配浴1等毒不而足"yfjJ0。史密斯只看柳拴ff出畸屏口如A, B兩個(gè)規(guī)格的天線,若只在標(biāo)網(wǎng)上選擇,肯定選 B而不要A,而在矢網(wǎng)上看,A比B有潛力得多,加個(gè)電容就比 B好了。這種情況是大量存在的,在全波振子對(duì)測(cè)試中就是這種情況。因此,在調(diào)試中首先要將天線阻抗調(diào)集中(在圓圖上成團(tuán))。舉例來看,反射網(wǎng)與振子高度調(diào)節(jié)就有這種情況,折合振子單邊加粗也有這種情況,然后再采取措 施(如并電容,串電感,調(diào)短路片位置,改平衡器內(nèi)導(dǎo)體等)使其匹配。而且經(jīng)常不是使中頻處于圓圖中心,而是使整個(gè)頻帶處于中心某一小圓內(nèi),即犧牲一下中頻性能,來 換取總帶寬。阻抗圓圖上適于作串
13、聯(lián)運(yùn)算,若要作并聯(lián)運(yùn)算時(shí),就要轉(zhuǎn)成導(dǎo)納;在圓圖上這非常容易,某一點(diǎn)的反對(duì)稱點(diǎn)即其導(dǎo)納。請(qǐng)記住當(dāng)時(shí)的狀態(tài),作阻抗運(yùn)算時(shí)圖上即阻抗,當(dāng)要找某點(diǎn)的導(dǎo)納值時(shí),可由該點(diǎn)的矢轉(zhuǎn)180。即得;此時(shí)圓圖所示值即全部成導(dǎo)納。狀態(tài)不能記錯(cuò),否則出錯(cuò)。記住,只在一個(gè)圓圖上轉(zhuǎn)阻抗與導(dǎo)納,千萬不要再引入一個(gè)導(dǎo)納圓圖,那除了把你弄昏外,別無任何好處。另外還請(qǐng)記住一點(diǎn),不管它是負(fù)載端還是源端,只要我們向里面看,它就是負(fù)載端。永遠(yuǎn)按離開負(fù)載方向?yàn)檎D(zhuǎn)圓圖,不要用源端作參考,否則又要把人弄昏。圓圖作為輸入阻抗特性的表征,用作簡單的單節(jié)匹配計(jì)算是非常有用的,非常直觀,把復(fù)雜的運(yùn)算用簡單的形象表現(xiàn)出來,概念清楚。但對(duì) 于多節(jié)級(jí)連的
14、場(chǎng)合,還是編程由計(jì)算機(jī)優(yōu)化來得方便。傳輸線的傳輸參數(shù)同上面兩端口網(wǎng)絡(luò),不再重復(fù)。1.3 有關(guān)儀器的幾個(gè)術(shù)語網(wǎng)絡(luò)分析儀能測(cè)單或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)的儀器,稱網(wǎng)絡(luò)分析儀。只能測(cè)網(wǎng)絡(luò)各種參數(shù)的幅值特性者稱為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀,簡稱標(biāo)網(wǎng)。既能測(cè)幅值又能測(cè)相位者稱為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,簡稱矢網(wǎng),矢網(wǎng)能用史密斯圓圖顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。 連接電纜 一根兩端裝有連接器的射頻電纜叫連接電纜(也有稱跳線的),反射特小的連接電纜稱測(cè)試電纜。 反射電橋 為了測(cè)得反射系數(shù),需要一種帶有方向性(或定向性)并保持相位信息的 器件,如定向耦合器或反射電橋,本儀器采用的是反射電橋,它的輸出正比于反射系數(shù)。其原理與惠司頓電橋完全相同,只不過結(jié)
15、構(gòu)尺寸改小適于高頻連接,并且不再想法調(diào)平衡, 而是直接取出誤差電壓而已。反射電橋一般只能測(cè)同軸線等單端饋線系統(tǒng)。 差分電橋 能測(cè)雙線饋線系統(tǒng)的反射電橋稱差分電橋。 諧雜波抑制能力一般國產(chǎn)掃頻源的諧雜波在20dB左右,甚至雜散波只有一15dB ,進(jìn)口掃頻源好的也就在30dB多一些,外差式接收機(jī)對(duì)諧雜波的抑制能力皆在40dB以上,不會(huì)出現(xiàn)什么問題。而對(duì)于寬帶檢波低放的掃頻儀與標(biāo)網(wǎng),不外接濾波器對(duì)寄生諧雜波是沒有抑制能力的,有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)下面幾種問題:濾波器帶外抑制會(huì)被測(cè)小,天線駐波會(huì)被測(cè)大,窄帶天線增益會(huì)測(cè)低。 動(dòng)態(tài)范圍儀器設(shè)置到測(cè)插損,將一根好的短電纜的一頭接到輸出口,另一頭接到 與屏幕顯示相對(duì)應(yīng)
16、的輸入口上,按執(zhí)行鍵進(jìn)行校直通后,拔掉電纜后儀器顯示的數(shù)值即 動(dòng)態(tài)范圍,應(yīng)70dB 。對(duì)插損的廣義理解隔離度不該通而通了的插損稱隔離度或防衛(wèi)度。方向圖 天線對(duì)一固定信號(hào)在不同方向的插損稱方向圖。§2傳輸線的測(cè)量2.1 同軸線纜的測(cè)量測(cè)電纜回?fù)p1 .待測(cè)電纜末端接上陰負(fù)載(或陽負(fù)載加雙陰),測(cè)其入端回?fù)p,應(yīng)滿足規(guī)定要求。假如是全頻段測(cè)試的話,那一般是低端約在30 40分貝左右,隨著頻率增高到3GHz , 一般只能在20dB左右。假如全頻段能在 30dB以上此電纜可作測(cè)試電纜,一般情況下尤其是3GHz附近是很難作到 30dB的,能作到26dB就不錯(cuò)了。2 .回?fù)p測(cè)試曲線呈現(xiàn)周期性起伏,而
17、平均值單調(diào)上升, 起伏周期滿足/F=150/L ,式中L為電纜的電長度(米),/F單位為MHz ,則此電纜屬常規(guī)正?,F(xiàn)象,主要反射來自兩端連接器處的反射;若低端就不好,甚至低頻差高頻好,或起伏數(shù)少,則電纜本身質(zhì)量不好。3 .回?fù)p測(cè)試曲線中某一頻點(diǎn)回?fù)p明顯低于左右頻點(diǎn)呈一諧振峰狀,此時(shí)出現(xiàn)了電纜諧振現(xiàn)象。只要不在使用頻率內(nèi)可以不去管它,這是電纜制造中周期性的偏差引起的周期性反射在某一頻點(diǎn)下疊加的結(jié)果,我們只能先避開它。這種現(xiàn)象在1998年我們買的SYV-50-3電纜中多次碰到,回?fù)p只有10 14dB,粗的電纜倒不常見此情況,用戶只有自己保護(hù)自己,選擇質(zhì)量好的才買。4 .在測(cè)回?fù)p中出現(xiàn)超差現(xiàn)象時(shí),
18、可按下面提到時(shí)域故障定位檢查加以確診,以便采取相應(yīng)措施。二.測(cè)電纜插損(也稱測(cè)衰減)1 .替代法在使用要求頻段下,用插損檔通過兩個(gè)10dB衰減器用雙陽校直通, 校后用電纜代替雙陽接入兩衰減器之間即得插損曲線,此法為最常用的方法。2 .回?fù)p法測(cè)插損在儀器經(jīng)過開短路校正后,接上待測(cè)電纜,測(cè)末端開路時(shí)的回?fù)p,回?fù)p除 2即得插損,此法的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)出現(xiàn)插損為正的矛盾,特別適合于已架設(shè)好的長的粗饋管首尾相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。3 .非正常情況檢測(cè)電纜時(shí)最好用全頻段測(cè)試, 插損由小到大應(yīng)是一單調(diào)平滑曲線,并且插損在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以內(nèi),小有起伏也不要緊, 那是反射疊加引起的。 但若有某一頻點(diǎn)附近顯著高于左右頻點(diǎn) (插損增
19、大)呈一下陷曲線狀,說明此電纜有問題。多數(shù)是連接器外皮壓接不良所造成,返工后重測(cè)。少數(shù)是電纜本身形成的,那么此電纜只能隔離待查,停止使用。連接器外皮顯著接觸不良,可用下面提到的電纜屏蔽性能檢查方法加以確診。3 .同時(shí)測(cè)插損與回?fù)p可按說明書4.7節(jié)進(jìn)行雙參量測(cè)量。雙參量測(cè)量精度不如單參量高,若無必要,以采用單參量為宜。4 .同軸電纜電長度的測(cè)量1 .引言在射頻范圍內(nèi),經(jīng)常采用同軸電纜對(duì)各個(gè)功能塊、器件或振子單元進(jìn)行連接 (即饋電):除了要求插損小、匹配好之外,常常還對(duì)引入的相移提出要求。一般只要求相對(duì)相移,譬如同相天線陣或功率組合單位等。它們要求每根電纜一樣長,而收發(fā)開關(guān)或阻抗變換場(chǎng)合則會(huì)提出長
20、度為入/4的要求,而U形環(huán)平衡器又會(huì)提出長度為入/2的要求,這就出現(xiàn)了如何測(cè)電 纜電長度的問題。在不加支持片的同軸線段中,同軸線段的機(jī)械長度(或幾何長度)與電長度是一致的,在有支持片或充填介質(zhì)的情況下兩者是不同的,機(jī)械長度與電長度之比為波速比(也有稱縮波系數(shù),或縮短系數(shù)),一般在 0.66到1之間,電長度顯得長些,而實(shí)際機(jī)械長度顯得短 些。實(shí)際上要求的是電長度,矢網(wǎng)正好能測(cè)電長度。2 .測(cè)反射相位定電纜電長度當(dāng)電纜末端開路時(shí),在其輸入端測(cè)其反射的相位是容易的,由于反射很強(qiáng)測(cè)試精度也較高。當(dāng)然末端短路也是可行的,但不如開路時(shí)修剪長度來得方便,因此常在末端開路的情況下進(jìn)行測(cè)試。i、入/4電纜的獲得
21、 儀器設(shè)定在要求的使用頻率下點(diǎn)頻工作,在測(cè)回?fù)p狀態(tài)下校開路與短路。 接上待測(cè)電纜(末端開路),若電纜正好為入/4時(shí),相位讀數(shù)應(yīng)在180 0附近。若<180 0則說明電纜偏長,反之則偏短。 此法也適于測(cè)/4奇數(shù)倍的電纜,致于是 3 N4還是入/4 ,點(diǎn)頻下是分不清的。ii、入/2電纜的獲得 同前(即在點(diǎn)頻測(cè)回?fù)p狀態(tài)下校開路與短路)。 接上待測(cè)電纜(末端開路),若正好為入/2則測(cè)試相位值應(yīng)在 00附近,若在00以上(第一象限),則電纜偏短,若在 360 0以下(第四象限),則偏長。此法也適于"2整倍數(shù)的電纜,至于是入還是入/2 ,在點(diǎn)頻下是分不清的。iii、與參考電纜比相對(duì)長度 同
22、前(即在點(diǎn)頻測(cè)回?fù)p狀態(tài)下,校開路與短路)。 接上參考電纜(也稱標(biāo)準(zhǔn)電纜),記下相位讀數(shù)0。 接上待測(cè)電纜,若讀數(shù)=0則說明兩電纜等長,不等則相差為-。,注意儀器相位為領(lǐng)先值,讀數(shù)越大越領(lǐng)先,大于 。則偏短,反之則偏長。iv、幾點(diǎn)說明 i、ii兩種,由于是在入/4與入/2特殊情況下進(jìn)行的,與電纜特性阻抗無關(guān),而第話種測(cè)試 精度與特性阻抗有關(guān),只有相同特性阻抗的電纜比較才有意義,否則出錯(cuò)。 在測(cè)試中有時(shí)會(huì)搞不清是長了還是短了,可以在末端或始端加一小段電纜(如保護(hù)接頭)試試,若更離開理論值說明電纜長了,若更靠近理論值則說明電纜短了。還有一種方法,是用三個(gè)頻率,即f0±f,掃頻測(cè)試,若高頻點(diǎn)
23、接近理論值則電纜短了,若低頻點(diǎn)接近理論值 則電纜長了。由于反射法電波在電纜上走了兩次(一個(gè)來回),所以讀數(shù)與誤差皆要除以2。3.測(cè)傳輸相移定電纜長度在行波狀態(tài)下,電纜引入的相移即其電長度,這種作法一般更符合實(shí)際使用情況,但由于要求兩端皆接上高頻連接器, 因此一般只適于驗(yàn)收, 而不適于調(diào)整。下面介紹一下比較兩根電纜的相對(duì)相移。在測(cè)插損狀態(tài)下,經(jīng)過連接電纜與兩個(gè) 10dB衰減器對(duì)接后校直通。在兩個(gè)衰減器之間串入?yún)⒖迹?biāo)準(zhǔn))電纜,記下相位測(cè)試值0。換接待測(cè)電纜,若測(cè)試值亦為0則兩者等長,若測(cè)試值為,-0為正則短了,反之 則長了。搞不清時(shí),請(qǐng)參見上面幾點(diǎn)說明中的第二點(diǎn)。4 .時(shí)域故障定位法測(cè)電纜電長度
24、同軸電纜末端開路(或短路)測(cè)出的故障位置即電纜電長度,此法可測(cè)電纜絕對(duì)電長度。 按測(cè)回?fù)p法連接,并選時(shí)域狀態(tài)。 估計(jì)電纜電長度,將距離檔選到合適距離,以避免模糊距離。 按菜單鍵取出機(jī)內(nèi)掃頻方案后,進(jìn)行開路與短路校正。 接上待測(cè)電纜,進(jìn)行測(cè)試,畫面出現(xiàn)一峰點(diǎn)。 將光標(biāo)移到峰點(diǎn)附近后按菜單鍵,光標(biāo)在放大下閃動(dòng),再按執(zhí)行鍵畫面將展開四倍 后重畫一次,并在方格下面顯出dmax= X X X等數(shù)值,此值即電纜電長度。五.同軸電纜的時(shí)域故障定位檢查1 .同軸電纜的三段反射同軸電纜可說是射頻設(shè)備中少不了的一種連接件,短者幾厘米,長者幾百米,它并不是一種很起眼的東西,但對(duì)系統(tǒng)性能確是至關(guān)緊要的一環(huán)。對(duì)同軸線可
25、以提出多方面的要求, 現(xiàn)在我們只看看對(duì)它的駐波比要求。通常要求同軸電纜的駐波比w 1.1,即使在V頻段這個(gè)要求也不低,在更高頻段那就更難了。對(duì)于電視臺(tái)發(fā)射天饋系統(tǒng),其系統(tǒng)的駐波比就要求為1.1,那分配給饋線的指標(biāo)就更不好提了。一根同軸線(電纜或饋管)從其輸入端測(cè)出的駐波比是由三段反射的矢量疊加造成的。一段是遠(yuǎn)端反射,它包括了負(fù)載的反射以及電纜輸出連接器處的反射。如果負(fù)載是無反射的標(biāo)阻,則遠(yuǎn)端反射即指輸出連接器處的反射,另一段是輸入連接器(包括轉(zhuǎn)接器)處的反射叫近端反射。還有中間這一段由電纜本身制造公差引起的分布反射,使用者對(duì)這段反射是無能為力的,只是把問題搞清楚而已,以便于采取相應(yīng)的措施。如何
26、分清這三段反射呢?2 .時(shí)域分布反射的獲得為分清一根電纜的三段反射,通常用時(shí)域反射計(jì),它是一種能發(fā)射很窄脈沖(ns級(jí))后看其反射波形的儀器, 雖然它很有權(quán)威性, 但確有三點(diǎn)不足:第一點(diǎn)是有死區(qū)(或盲區(qū))對(duì)近端反射無能為力, 因?yàn)樵诎l(fā)射脈沖寬度內(nèi)的反射一般是被發(fā)射脈沖淹沒了。第二點(diǎn)是它對(duì)波導(dǎo)系統(tǒng)無能為力。 第三點(diǎn)由于發(fā)的是窄脈沖,所占頻段極寬,待測(cè)件的測(cè)試頻段不能控制。如本來電纜只用于 400兆赫附近,而它測(cè)的卻是幾十赫到千兆赫內(nèi)全頻段的性能,這 并不適合于一般使用者的要求,它只是一種電纜生產(chǎn)廠的一種專用的貴重設(shè)備。看來這種儀器早晚是要被淘汰的, 它的性能不如測(cè)頻域反算時(shí)域的方法來得靈活,而且還
27、多花錢(作為驗(yàn)收,頻域儀器是必備的,假如它有時(shí)域功能就不用再買時(shí)域反射計(jì)了)?,F(xiàn)在可用網(wǎng)絡(luò)分析儀上的時(shí)域故障定位功能軟件來完成時(shí)域反射的測(cè)試。它的作法是在頻域中測(cè)出多個(gè)有關(guān)頻率的反射系數(shù),然后經(jīng)過運(yùn)算來得到時(shí)域畫面??v坐標(biāo)為反射系數(shù)幅度值,橫坐標(biāo)為距離或時(shí)間。 不單分清了三段反射而且看出了同軸電纜上的分布反射,從而可以檢查電纜制造的工藝水平或質(zhì)量水平。普及型矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀PNA上帶有時(shí)域功能,它能根據(jù)電纜使用頻段來設(shè)定掃頻起止頻率,以便得到符合實(shí)際需要的時(shí)域檢查。PNA的時(shí)域最高分辨力為 6cm ,隨著探測(cè)長度加長而降低。下面的例子都是用 PNA測(cè)的,曲線都是機(jī)內(nèi)所附的微打印機(jī)打的。對(duì)一般使用
28、者以及專業(yè)電纜生產(chǎn)廠都有參考意義。聽力17.故障定位硼雌.用三酶串紙及兩個(gè)硼融來末端部月負(fù)載 來顏一段有故障雉畿,可加月顯的看見硼的曜口卡圖? IfJ 混隹畿的野gSffSS (SSh®)目PWffifeKK,圖為 T艮4fiOmm的SFT-50.3的測(cè)試數(shù)據(jù),其電長度為M5* mm,波遜軟0.7,縮反系數(shù)約14十圖2”, 電纜的三段則0,這是T演型的柳慟薇據(jù),遠(yuǎn)S端連接器處的反 身揩為并不對(duì)稱),而電纜的分布反為 O.OK. TE5L3的由繳,市售J5連接器的反I拗為 。.睥0.1,我(口設(shè)計(jì)的加N約OQ旬03有所改蛙圖HJ JI種電窩浸的夕痛反W卡這s曲門手us*爆1中領(lǐng),解是a
29、口的,我I門用 浙,5口,7未表示匕 就反M而言 這種電纜運(yùn) 于侑a雌畿,可隔凝據(jù)些圖2什ornSW-50-54SYV-50-3*KD-1 ”on5DIDKD-12.'SD JO-SO'這是雉視臺(tái)10蜿置天隈系統(tǒng)雕 $10撅道的兩倍帶費(fèi)測(cè)試,電長度為嵬5 看劉甦質(zhì)量程叔孔H選了三種典型雌6,所領(lǐng)唬魅缽長約1.5 如電博融憂 助檜歌磁曦言喇文必例級(jí)的傷好選了三種典型彈毒所領(lǐng)1ft纜樣本長匏1.小 如用碰蟠辨卜)'長的級(jí)的例彳從以上測(cè)試結(jié)果可以得到如下初步結(jié)論。 相同品種的同軸電纜,粗的分布反射比細(xì)的分布反射小。 分清三段反射能幫你找出故障(或指標(biāo)差)的原因,明確改進(jìn)方向。
30、根據(jù)目前掌握的實(shí)際情況,插頭的反射不宜大于 0.03 ,電纜的分布反射不宜大于0.01 ,電視用時(shí)要求還要高一些。 故障定位功能是很有用的,按使用頻段設(shè)定掃頻頻段也是有效的,寬帶反射小而起伏 多,窄帶的反射大而起伏少不容易漏掉故障。六.特性阻抗的檢測(cè)1 .問題的提出這里舉個(gè)例子,某廠加工了一批SFF-50-1.5的帶SMA插頭的電纜,做了五根樣品長約120mm ,都是合格的。后來做了幾十根長約240mm 的卻全部臨界,在 430MHz附近P為1.15。用時(shí)域看反射在兩端插頭處約0.07,為此加測(cè)了 Z。,發(fā)現(xiàn)為47 Qo后來換了 Z0為49.8的電纜,p只有1.04。原來做短的合格是因?yàn)閯偤梅?/p>
31、射相消,而長的長度不合適造 成反射疊加,在窄帶雖可用湊長度解決問題,但最好還是采用好的電纜為宜。當(dāng)時(shí)域檢測(cè)發(fā)現(xiàn)兩端連接器處反射較大時(shí)(譬如>0.04 ),除了裝配質(zhì)量外,還有插頭本身設(shè)計(jì)問題,一般市售連接器是不適于用到3GHz的。假如連接器是仔細(xì)設(shè)計(jì),考慮了支持片的影響的,那么還有一個(gè)因素那就是電纜的特性阻抗可能不對(duì),此時(shí)就應(yīng)測(cè)測(cè)電纜特性阻抗。2 .作法 樣本與掃頻方案 對(duì)于已裝好連接器的跳線,長度已定,只能由長度定掃頻方案而對(duì) 于電纜原材料,則可以按要求頻率確定下料長度。此時(shí)待測(cè)電纜一頭裝連接器即可。 樣本長度與掃頻方案是相互有關(guān)的,可以點(diǎn)頻測(cè)也可以掃頻測(cè),取值要取相位靠近270 0時(shí)
32、的電抗值,此時(shí)電長度為入/ 8、電抗值在土 j50 附近,如4060 之間,否則不易得到 可信數(shù)據(jù)。測(cè)試頻率宜低些,以減少連接器,以及末端開短路的差異造成的誤差。以SFF-50的電纜為例,取樣本長 500mm ,其電長度即為700mm (乘1.4波速比),掃頻方案可選 4656 MHz , AF=2MHz 即可。 儀器在測(cè)回?fù)p狀態(tài)下,電橋輸入端與輸出端各串一只10dB衰減器。校過開短路后,接上待測(cè)電纜。記下待測(cè)電纜在末端開路與短路時(shí)的輸入電抗值(不管電阻值),兩者相乘后開方即得特性阻抗值。 一般測(cè)試只選一點(diǎn)最靠近270 0的點(diǎn)(即50 Q)進(jìn)行計(jì)算即可,要求高時(shí),可在 50 土10 范圍內(nèi)選5
33、點(diǎn)進(jìn)行平均,這5點(diǎn)之間起伏不應(yīng)大于 0.5 ,否則電纜質(zhì)量不好。 電纜兩端測(cè)出的特性阻抗有可能是不相同的,說明該電纜一頭特性阻抗高,一頭低。要求高時(shí),應(yīng)對(duì)樣本進(jìn)行掉頭測(cè)試,兩端測(cè)出的特性阻抗不應(yīng)相差0.5 .注意:1 :雖然所有入/ 8奇數(shù)倍的頻點(diǎn)皆能進(jìn)行測(cè)試,但只測(cè)了前面入/ 8 ,后面入/4及其倍數(shù)都是不參與的;它只提供了0點(diǎn)與8點(diǎn),這兩點(diǎn)只與長度有關(guān),而與 Z0無關(guān)。2 :測(cè)75 電纜時(shí),請(qǐng)用75 電橋,測(cè)試數(shù)據(jù)請(qǐng)乘 1.5倍。3:有人采用測(cè)數(shù)百米長電纜的輸入阻抗來代替測(cè)Zo,這并非標(biāo)準(zhǔn)方法,實(shí)際上是對(duì)電纜提出了超標(biāo)準(zhǔn)的要求。除非電纜非常好,否則不易通過。七.電纜屏蔽度檢測(cè)也稱漏泄檢測(cè),
34、也有稱防衛(wèi)度檢測(cè),作法同陣面幅相檢測(cè)。 采用全頻段掃頻方案,測(cè)插損,用一根好的短電纜校直通; 在輸出端接上待測(cè)電纜,其末端接上陰負(fù)載或雙陰加陽負(fù)載;將一個(gè)拾取環(huán)(見幅相檢測(cè)),通過一段電纜接到輸入端,當(dāng)環(huán)遠(yuǎn)離待測(cè)電纜時(shí)讀數(shù) 應(yīng)70dB ;將環(huán)靠在電纜上滑動(dòng),若讀數(shù)仍在 70dB以上則電纜性能優(yōu)秀,若讀數(shù)在 60dB左右 屬良好,若讀數(shù)在 40-50dB就不太好,但勉強(qiáng)能用,若讀數(shù)在 20-30dB則肯定有了故障, 一般出現(xiàn)在連接器處,必須重裝,壓緊后再測(cè),連接器處不宜低于50dB ;連接器接地不良時(shí),其時(shí)域波形表現(xiàn)為拖尾巴波形,而不是一個(gè)單純的脈沖波形;以上講的是帶插頭的電纜(常稱跳線)的檢測(cè)
35、方法,只是一種查毛病的方法,并不作為 驗(yàn)收的依據(jù)。2.2 PNA用于測(cè)量75 系統(tǒng)的補(bǔ)充說明PNA本身是50 系統(tǒng)測(cè)量儀器,在有 75 配套件的情況下,可在 30-1000MHz 頻段內(nèi) 對(duì)75 系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。1 .測(cè)回?fù)p 主要是改用75 電橋,該電橋輸入輸出端口仍為 50 ,故仍然可用原配電 纜接上,而電橋測(cè)試端口為 75 Q ,即能按原說明書所述方法對(duì) 75 系統(tǒng)的反射特性進(jìn)行測(cè) 試。 測(cè)阻抗或相位或者所測(cè)駐波較大時(shí),請(qǐng)用75 短路器加校短路。 對(duì)電橋定向性有懷疑時(shí),可用75 負(fù)載驗(yàn)證,也可采用校零措施。 改用75 電橋測(cè)試75 系統(tǒng)時(shí)所有駐波、回?fù)p、相移值都是對(duì)的,但阻抗值請(qǐng)注意還 要乘
36、1.5才對(duì)。2 .測(cè)插損 在儀器輸出輸入端各接一根50 電纜,在電纜另一端各接一只50K/75 轉(zhuǎn)換,并用75 雙陰將它們對(duì)接起來校直通,然后取出雙陰串入待測(cè)件即可測(cè)出其插損與相 移。示意圖如下:3 .測(cè)增益 接法與測(cè)插損相似,但應(yīng)加 30dB衰減器后校直通,衰減器可以是50 的,也可以是75 的,各自串入其相應(yīng)位置,其作法與原說明書相同。4 .時(shí)域故障定位除改用75 電橋外其他與說明書全同,校短路請(qǐng)注意要用細(xì)芯子的75 短路器。注意:由于75 與50 兩者內(nèi)導(dǎo)體差別較大, 使用時(shí)應(yīng)小心不要插錯(cuò),粗的插入細(xì)的會(huì)損壞器件,細(xì)的插入粗的則接觸不良甚至不通。5.75 配套件清單名稱名稱gitSL1否
37、由橋1只5JK府50轉(zhuǎn)換2只中2傳口負(fù)載1只6音0雙陰1只一3茂Q短路器L只?計(jì)0雙陽3只J4強(qiáng)口保護(hù)接頭1只R2.3 多對(duì)雙絞線電纜的測(cè)試在電腦網(wǎng)絡(luò)連線中,用到了多對(duì)雙絞線電纜, 而且提出了技術(shù)要求,如何用常規(guī)單端(線一地制,如同軸線)儀器進(jìn)行測(cè)試呢?1 .技術(shù)要求:有關(guān)單位對(duì)于5類線(四對(duì)雙絞線)的技術(shù)要求見下表(每對(duì)繞成雙絞線的線又有多股與單股之分。相當(dāng)線號(hào)為24AWG 26AWG )。EIA/TIA5 6BA 傳輸要求+頻率.待雌旅回報(bào)十r, rtfgi-L « s近端隼抗,高®量13B/100M*'0#陽口四甲多股一單股100+152和6"2.4
38、口叵1。吐 15-2次477.80100±15*i小知”尹8.2t'2g100± ®23142中睜231。吐 15/加4 g125/1口打31 251。吐回21P如14P117/殖于100± 1518.疥2M加1。皿1。吐國16/3 2爐2必22/注:在執(zhí)行5類線標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收時(shí),有的用戶要求按輸入阻抗為100 ±15 來驗(yàn)收,其理由為既然有特性阻抗為100 ±15 的要求,而現(xiàn)在線很長(300m ),因此只測(cè)其輸入阻抗來代替前兩項(xiàng)要求。對(duì)于理想的均勻線,這個(gè)要求還勉強(qiáng)說得過去,問題是線既不理想也不均勻,這個(gè)要求就超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍,否
39、則就沒有必要定第二欄的要求。對(duì)于 100MHz ,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定回?fù)p為16dB,假如按輸入阻抗要求則為23dB ,超過標(biāo)準(zhǔn)7dB ;因此把特性阻抗驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)改成按輸入阻抗驗(yàn)收,是不符合標(biāo)準(zhǔn)的作法。另外有的儀器有|Z|坐標(biāo),這是一種電路參數(shù)而不是傳輸線參數(shù),用|Z| <100 ±15 來要求傳輸線的輸入阻抗,是會(huì)鬧笑話的。比如Zin=j100 ,是完全符合|Z| <100 ±15 要求的,而對(duì)于傳輸線而言卻是全反射,根 本不能用。2 .測(cè)試方法這兒只討論用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)試雙絞線,不涉及市售電腦線專用測(cè)試設(shè)備。1 .直接用單端儀器測(cè)試這是一種原則性的錯(cuò)誤,因?yàn)槠胶馐艿狡?/p>
40、壞,產(chǎn)生了共模電流,將導(dǎo)致衰減加大、竄擾嚴(yán)重。但有的地方仍然是這樣作的,不妨試一試。2 .采用PNA100 差分套件。3 .將單端儀器測(cè)試口通過復(fù)用開關(guān)擴(kuò)為八個(gè),采用混合模式散射參量進(jìn)行計(jì)算與校準(zhǔn), 這是ATN公司的方法。下面將只采用1、2兩種方法進(jìn)行測(cè)試,是用PNA3628進(jìn)行的,其頻率范圍為:120MHz 。測(cè)試樣本是一段 22.5米的商品電纜。三.測(cè)試結(jié)果1 .特性阻抗Zo測(cè)試1KHz/8 ,雖然Z0一般不是頻率的函數(shù),但仍測(cè)了三個(gè)頻點(diǎn),測(cè)時(shí)線長最好用測(cè)試頻率的入 測(cè)其末端開、短路時(shí)的輸入電抗,相乘開方后即得。測(cè)試頻率MHz11062.5單端電橋測(cè)Q97 ,-114103.6 107.7
41、100 106差分電橋測(cè)Q108 /-113103 108103 108母T頻舉卜句四T數(shù)據(jù)(四對(duì)線),兩法測(cè)試結(jié)果之別不大)看來都口以用。1之洲回眼測(cè)試頻率他110163)2531.2552.5儂口單端由橋測(cè)dB2428. S29l427211j62716.4*J差分電橋測(cè)dE24.52724.4262P.819.42k 315國甜為鄴假中糠差值,捌噫都婚法中并不Tfc回句題以乎不售尢必圖中上面TS為要求值,與用差分 轉(zhuǎn)換頭領(lǐng)懈恨勘臺(tái)(但很臨界*事用單端噓則噩超標(biāo)(Tffi的觸上數(shù)據(jù)彳喑理尸4J0211,4.測(cè)黠b圖中虛線為要求值,用差分轉(zhuǎn)掾頭測(cè)M完 全部&要斕祖(隔的赧).顓 的則
42、嚴(yán)重起為數(shù)據(jù)監(jiān)理(上面集摩).> 中圈工If4 .PNA100 Q差分套件1 .差分轉(zhuǎn)換頭2 .差分電橋它是一個(gè)由三個(gè)100 無感電阻,與接在測(cè)試口上的待測(cè)電阻,組成的一個(gè)平衡電橋(惠士頓電橋)。由信號(hào)源來的單端信號(hào), 通過平衡器變成差分信號(hào)后, 接到電橋的對(duì)角線兩端。 另一個(gè)對(duì)角 線兩端,再通過另一平衡器將誤差信號(hào)變成單端信號(hào)后,送到儀器的接收輸入端。即可直接得測(cè)得100 雙線系統(tǒng)的回?fù)p或駐波比, 也可測(cè)試輸入阻抗;但數(shù)值要乘2,因?yàn)閮x器為50 系統(tǒng)。5 .結(jié)束語直接用常規(guī)單端矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)特性阻抗是可行的,測(cè)回?fù)p的誤差則大了些,但似乎 尚能勉強(qiáng)使用,測(cè)衰減則顯著偏大,測(cè)竄擾則嚴(yán)重失
43、實(shí)。也可進(jìn)行時(shí)采用PNA100 差分套件后,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀既可勝任各種雙絞線的測(cè)試,域故障定位測(cè)試。2.4 微帶線的測(cè)試1 .微帶線Zo的測(cè)試待測(cè)微帶線的樣本為一長度6cm的一塊微帶線,按前述測(cè) Zo方法,測(cè)此線在末端開路與短路時(shí)的輸入電抗值(不管電阻值),兩者相乘后開方即得特性阻抗Zo值。2 .微帶接頭的測(cè)試在一塊50 微帶線的樣本為一長度6cm的微帶線兩端裝上連接器,對(duì)此線進(jìn)行時(shí)域故障檢查,調(diào)節(jié)兩端連接器與微帶線的過渡尺寸,使得兩端的時(shí)域反射w0.03 (越小越好),樣本適當(dāng)長些以便分清兩端分別對(duì)待。時(shí)域測(cè)試與頻域測(cè)試互相對(duì)照,有利于對(duì)被測(cè)線作出更合理的裁決,到頻域后可按R菜單1鍵再選時(shí)域
44、返回。3 .雙面復(fù)銅板介電常數(shù)的測(cè)試1 .低頻測(cè)電容法i、公式推導(dǎo):由物理書可知 C=A so / t ,昕8.8552 X10-12法/米=8.8552 x10-12F/m 若 A=10 xiOmm 2, t=1 ,則C=0.8855P ,即1平方公分的兩個(gè)板間距為1mm 時(shí)的電容約0.9P ,而1mm 見方的面積兩板間距為1mm 即1mm 電容=0.008855P ,有介質(zhì)后 C= &C片112.9 XCXt/A(2.1)ii、作法:用一只能分辨 1P電容的三用表進(jìn)行測(cè)試,如一塊62 X73mm 2的復(fù)銅板,測(cè)得C 為 114P,而 t 扣除銅箔厚度后為 0.96,貝 Uer=11
45、2.9 X114 X0.96/ (62 X73) =2.67K 俎推事 對(duì)于長a寬h高h(yuǎn)就的里曲藏妹=""34蝕團(tuán)苛F要銅板? h不大,故?=0 .為荀單起見 取a=b, m=:n = b則以廠企扉/C23)有介質(zhì)時(shí)見產(chǎn)后4:E產(chǎn)磐 若白取如,一° N r ,21' (G總)3樣橢昨 截一塊5* 50肪板四硼獲焊缶 汪闋得有漏尾1.F片中A中5藕臺(tái)孔(麋靠邊,耦臺(tái)趟公海隔越宸)Piik ?S!K方法 設(shè)官源方案后,作直通校正,弼知I等輸A輸出分別®廓肺醐面面的電綺寸1 o=2.6. 1淮耦苑則幽,即可測(cè)得諧輛率,如測(cè)得卜為2市GHs則£
46、尸上 °' 2 63餐段®8®寵般寸切®fffi焊接,皴蘇阿 2.5PNA用于測(cè)波導(dǎo)系統(tǒng)PNA常用于測(cè)同軸線系統(tǒng),?KU波導(dǎo)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)針對(duì)手頭器件情況進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)。測(cè)波導(dǎo)器件的插損與相移 只要有兩個(gè)同解皮鼎艮阿按的同攤額混損方法進(jìn)行一:按菜單鍵,設(shè)定掃頻方案并按執(zhí)行鍵選定之。將兩只同軸變波導(dǎo)(cg)經(jīng)兩只波導(dǎo)隔離器對(duì)接起來 ,入(左)端接到儀器輸出端,出(右)端接到儀器輸入 A (或B)端,校直通。插損量程有四檔,可按 n 1鍵來選擇,最小一檔為0-2.5dB,最大可測(cè)80dB 。測(cè)移相器相移與插損時(shí),可按R菜單1鍵,選相損檔,畫面將隨03鍵反
47、復(fù)出現(xiàn)四種 坐標(biāo):?1相位量程為± 180 ° (每格72° ),插損量程為+1-4dB 。?2插損仍為+1-4dB ,相位在光標(biāo)點(diǎn)的附近平移展開(每格 5 °)。3 .相位按士 180 ° (每格72 °),插損量程改為 +5-20dB。4 .插損仍按+5-20dB ,相位在光標(biāo)點(diǎn)的附近平移展開(每格5 °)。一.用同軸反射電橋測(cè)波導(dǎo)器件(或系統(tǒng))的反射特性1 .常規(guī)掃頻測(cè)試(如圖2.16)將反射電橋(RB)接到同軸變波導(dǎo)上,并用一塊短路板將波導(dǎo)口短路(封上)后,按執(zhí)行鍵進(jìn)行R校:開路1項(xiàng)目。假如同軸變波導(dǎo)的失配很小時(shí),可
48、直接連上待測(cè)件進(jìn)行測(cè)試。加“I拆下理甄接上翻騰件,目阿崎鶴此卿枕14喀包胴軸需聘的感相見假口 要求不高,這樣做是可行的. / 巾圖217, 由于波導(dǎo)口開路并非全反射,因此波導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)試中一般只好用校短路來代替校開路,這樣作對(duì)測(cè)駐波比(回?fù)p)無妨 ,閃點(diǎn)參數(shù)所顯駐波比(回?fù)p)數(shù)字有效。 用短路代開路后相位差了 180。,因此再用阻抗圓圖來看時(shí),就成了導(dǎo)納圓圖。此時(shí)用圓 圖只宜用來看相位與看曲線集中情況及趨勢(shì)等,而閃點(diǎn)參數(shù)所顯相位數(shù)值需改正負(fù)號(hào)(即差±180 ), R與X是不太好用的(一定要用的話,可將 R+jX用50 除后取倒數(shù),即得歸一后 的相對(duì)導(dǎo)納g +jb )。 用矢量便于對(duì)器件進(jìn)
49、行匹配。2.點(diǎn)頻計(jì)量測(cè)試法A.入/4法在上面提到的測(cè)試方法中,由于同軸變波導(dǎo)的失配不知道,必然帶來誤差,這種誤差在點(diǎn)頻上可用入/4法分離。對(duì)于波導(dǎo)系統(tǒng)則用入g/4。以點(diǎn)頻2450MHz 為例,對(duì)于 BJ-26 ,入g=173.36, 準(zhǔn)備一段長度為入g/4=43.34 ±0.1的短波導(dǎo)即可。做法如下:按根恒損軟I電楸喊口通跡即唳到同頓波導(dǎo)銅鉆斷1L在導(dǎo)I濫上“4色渡 導(dǎo),再在工人短波導(dǎo)市雌1本標(biāo) 在 1逅碼為髓鼠測(cè)西翩情況下T砌行鍵,跖梳 開題項(xiàng)目,見圖2皿,I 1麻師圖23 取下工J4理波導(dǎo),直接在同軸回庚導(dǎo)口上接上短路板,1源單隆版路項(xiàng),MS丸行犍,ffii 短路校正叫同圖2.1
50、«/ 取下短蹈板與工內(nèi)短波導(dǎo),在司函史導(dǎo)匚Lt接上盅則0載(同圖2,道),記下領(lǐng)暇徽據(jù)I、 與0,I"可由回?fù)pKL暫出或由排剛選 皿打項(xiàng)打七刀 在同軸度波導(dǎo)I韋待測(cè)桐,串人工血曦導(dǎo),記下謝而蹄徽據(jù)|八|與始 見下限, 七,-11 入抖 曲. "1圖21"圖解法 用直尺與量角器,甚。阿由占甘 眥 J(詢變波導(dǎo)的后指J待必# *-1圖220短圖一測(cè)件的反射)。以紙中心為原點(diǎn),由同一原點(diǎn)、按同一比例在紙上畫出r0與ri的矢量圖,連接r。與O的端點(diǎn)a與b,找ab連線的中點(diǎn) m ,則om = Eg , ma = Idut 。通過這種測(cè)試,準(zhǔn)確度大大提高,搞清了問題
51、所在,可用低檔設(shè)備作出高檔產(chǎn)品。其實(shí)這種測(cè)試的另一目的在于,找出一個(gè)好的負(fù)載與一個(gè)好的同軸變波導(dǎo)以便進(jìn)行掃頻測(cè)試。B.單線法(單波導(dǎo)法)此法實(shí)際上是入/4法的一種變通或推廣, 假如手頭有的短波導(dǎo)不是入g/4 ,或者想校更多 的頻點(diǎn)的話,不妨試試此法。 按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接,在同軸反射電橋上作開路與短路校正。這是因?yàn)槎滩▽?dǎo)不是入g /4而且還要掃頻測(cè)試,只能在同軸反射電橋上作開路與短路校正。2.17 ),記下r。測(cè)試值(或 反射電橋接到同軸變波導(dǎo),并在波導(dǎo)口接上待測(cè)件(同圖 在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間,接入一短波導(dǎo)(電長度約 90。,或30。到150 °之間,不宜靠近180 ),記下測(cè)試值
52、(或打印出R反射1數(shù)據(jù))。見圖 2.19。上同上,畫出Z與T1的矢量圖,連接r 0與T1的端點(diǎn)a與b,找ab連線的中點(diǎn),過中點(diǎn)作ab中垂線,在中垂線上找出一點(diǎn)m ,使得/amb = 2(可由實(shí)際波導(dǎo)長度算出,22<180 °時(shí),m點(diǎn)在矢量三角形內(nèi),2>180 °時(shí),m點(diǎn)在矢量三角形外)。則 om = ICgma = Rut ,誤差已得到分離。此法雖然能掃頻測(cè)試,但修正還得一點(diǎn)一點(diǎn)的進(jìn)行。參見圖2.21。也 22lr'一般使用時(shí),帶寬并不寬,即使按入g/4法進(jìn)行掃頻測(cè)試,精度也是夠好的。C.雙線法(雙波導(dǎo)法)假如有兩段長度約入g/6的短波導(dǎo),即可采用此法。
53、 他中第一點(diǎn),按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接,在同軸反射電橋上作開路與短路校正。這是因?yàn)?短波導(dǎo)不是入g/4而且還要掃頻測(cè)試,只能在同軸反射電橋上作開路與短路校正。 反射電橋接到同軸變波導(dǎo),并在波導(dǎo)口接上待測(cè)件,記下r0測(cè)試值(或打印出R反射1數(shù)據(jù))。接法見圖 2.17。 在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間, 接入一短波導(dǎo)(電長度約60。,或30。到90。之間),記下測(cè)試值(或打印出R反射1數(shù)據(jù))。接法見圖2.19 。在同軸變波導(dǎo)口與待測(cè)件之間,再接入一短波導(dǎo)(電長度約60。或30。至吩0。之間),圖 2.22圖 2. 2M用直尺與量ft器 揖肚畫與一道三矢量端點(diǎn)心加貝U小食士贄3=1 <1參見圖2, 23叫+JD .調(diào)配反射計(jì)法(滑動(dòng)負(fù)載法)滑動(dòng)負(fù)載在波導(dǎo)中是很容易實(shí)現(xiàn)的,有了它,雖可以測(cè)三次定一圓(見上雙線法)解出rcg,但通常多采用調(diào)配反射計(jì)法。這是一種典型的點(diǎn)頻計(jì)量方法。 按測(cè)回?fù)p進(jìn)行連接,在同軸反射電橋上作開路與短路校正,再將反射電橋接到同軸變波導(dǎo)上。在同軸變波導(dǎo)口接上一只四螺釘匹配器,后面再接上一只滑動(dòng)負(fù)載。rri T T T T m!11I1 洞負(fù)載,圖 2.24反復(fù)調(diào)節(jié)四螺釘匹配器,使得拉動(dòng)滑動(dòng)負(fù)載時(shí)反射系數(shù)的幅值不變(即回?fù)p不變或駐波比不變,并不要求為零),此時(shí)即可認(rèn)為反射計(jì)已完成調(diào)配(誤差一0)。用調(diào)配后的反射計(jì)測(cè)試出的r值,即可認(rèn)為是真值。3.提高掃頻測(cè)試準(zhǔn)
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