圖:用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測一臺信號源的輸出阻抗,此時信號源正在進行掃頻工作,可以明顯的看到信號源的輸出對矢網(wǎng)的干擾(尖峰),事實上阻抗也不正確(圓環(huán)狀曲線半徑變大了)–科創(chuàng)儀表局供圖
不論是標量網(wǎng)絡(luò)分析儀還是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,都有兩種不同的類型:直接檢波和基于跟蹤接收機的中頻檢波。直接檢波方式結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,目前的標量網(wǎng)絡(luò)分析儀還在大量使用,只有高檔的標量網(wǎng)絡(luò)分析儀才采用中頻檢波。習(xí)慣上,采用直接檢波的標量網(wǎng)絡(luò)分析儀又被稱作掃頻儀。在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中,中頻檢波已經(jīng)成為標準方式?;祛l并不會丟失相位信息,同時能夠用中頻濾波器濾掉信號源的諧波帶來的變頻產(chǎn)物,僅僅把有用信號提取出來。因此使用中頻檢波能夠大幅度提高網(wǎng)絡(luò)分析儀的動態(tài)范圍,降低對信號源純凈度的要求。
再回來看看天線分析儀。采用直接檢波的天分有一個嚴重的弊端:如果待測天線已經(jīng)架設(shè)到開闊的地方,來自空中的電波信號會和反射波一起進入儀器的檢波器。如果空中的信號很強,就可能掩蓋掉天線本身的反射波。在測試短波天線、寬帶天線時,這種現(xiàn)象非常明顯,甚至在大多數(shù)情況下無法測試。解決該問題的常用辦法是提高儀器的輸出強度,使反射波的強度遠大于天線接收到的信號。一般儀器能達到的輸出強度頂多20dBm,實踐證明對于架在城市樓頂?shù)膶拵Ф滩ㄌ炀€而言,仍然顯得太小。這一問題的最終解決,還是得采用中頻檢波。
帶跟蹤源的頻譜儀是一種典型的采用窄帶中頻檢波的兩端口網(wǎng)絡(luò)分析儀。它的測試原理和采用中頻檢波的高檔標量網(wǎng)絡(luò)分析儀相比沒有特別的不同,如果一定要找出區(qū)別,通常體現(xiàn)在這幾方面:頻譜儀具有性能更好的接收裝置,一般來說具有良好的干擾抑制能力和更高的靈敏度;頻譜儀的中頻濾波器形式與某些標網(wǎng)可能不同,標網(wǎng)可以使用矩形濾波器;頻譜儀的跟蹤源輸出幅度一般來說都很低,而高檔標網(wǎng)常常做到10dBm,與接收機增加的動態(tài)范圍相比,因為跟蹤源幅度較小而損失的動態(tài)范圍往往更多。頻譜儀一般不具備混頻器測試功能,在曲線的歸一校準等方面,功能也沒有網(wǎng)絡(luò)分析儀強大。當然事無絕對,現(xiàn)代儀器的發(fā)展方向是面向用戶需求提高綜合解決手段,具備完善標網(wǎng)功能的頻譜儀早已面世;在手持式頻譜儀中,可以選配雙端口矢網(wǎng)功能的儀器也能買到了。
標量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠滿足無線電愛好者的一般需求,例如調(diào)試天線、濾波器、雙工器、放大器、分路器和檢查饋線的損耗等,靈活應(yīng)用,還能擴展一些用途。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠從相位信息中提取出有用的復(fù)阻抗參數(shù),對于匹配放大器的輸入輸出級、DIY新型天線等多種工作具有更大的指導(dǎo)意義,因此更適合于各種研究開發(fā)目的。選擇什么樣的儀器主要依據(jù)測試目的而定,當然與預(yù)算也有很大關(guān)系。如果您的測試必須了解準確的相位及其衍生數(shù)據(jù),就必須選用矢量儀器,同時也就意味著需要增加預(yù)算。
作者:劉虎,發(fā)表于《專業(yè)無線電通信》雜志