用只有幅度(駐波)測試功能的天線分析儀,可以得到天線的駐波系數(shù)。駐波系數(shù)對于判斷天線的好壞和用修剪、湊試的方法調(diào)試天線都具有重要價值。所以,只具有駐波測試功能的天線分析儀(簡稱駐波表)常用于天線工程施工、天線修剪、天線質(zhì)量檢查等方面,對于絕大多數(shù)用途已經(jīng)足夠了。
同時需要注意,僅僅了解天線的駐波,某些情況下會得出錯誤的結論。比如A天線在100~200MHz的駐波系數(shù)為1.5,B天線在相同頻段的駐波系數(shù)都為2.0。能不能說A天線比B天線好呢?對于工程架設——或者說天線應用來說,當然可以得出這個結論。但是對于天線研發(fā)來說,就未必。如果A天線在100~200MHz頻帶內(nèi),阻抗變化很大,其阻抗的矢量繞著50歐轉(zhuǎn)了一個大圈。而B天線的阻抗卻幾乎不變,那么,對于B天線,只需要稍微進行一點匹配,就能把駐波調(diào)整到1.5甚至1.2以下。而對于A天線,無論怎么匹配,都只能把其中某個很窄的頻率(例如150~160MHz)的駐波系數(shù)調(diào)整到1.2以下,而與之背離的某個地方,就會冒到2.0以上…… 顯然,B天線更受歡迎。這個例子說明,具備阻抗測試功能的天線分析儀更適合于天線的研發(fā),尤其是寬帶天線的研發(fā)。業(yè)余無線電天線一般都是窄帶工作的,阻抗分析優(yōu)勢不一定明顯,但是它可以提供有關調(diào)試方向的重要參考,通過一些手段,還能測試電感、電容等元件,所以對于愛好者中的骨灰級DIY派來說,具備阻抗顯示功能的天線分析儀有重要意義。
在專業(yè)領域,還需要測試天線的方向圖、極化特性等指標。測試這些指標需要用標準天線和測試接收機在不同的方位接收待測天線發(fā)射的信號(或者待測天線在轉(zhuǎn)臺上轉(zhuǎn)動)。具備這種功能的儀器當之無愧的叫天線分析儀。當然,網(wǎng)絡分析儀經(jīng)過適當?shù)臄U展也可以勝任這項工作。
天線分析儀就是一種網(wǎng)絡分析儀。只不過它只適合測試單端口網(wǎng)絡(比如一個負載、天線),在測試雙端口網(wǎng)絡(例如:一個濾波器)或多端口網(wǎng)絡時,其它的端口要接上匹配負載,這時它測到的是網(wǎng)絡的反射特性。通常說的網(wǎng)絡分析儀具備雙端口測試能力,可以測試信號通過待測器件(比如濾波器)以后產(chǎn)生的變化。這里同樣包括幅度的變化和相位的變化,進一步還有時間的延遲。而幅度、相位、時間延遲與頻率都是有關系的。現(xiàn)代網(wǎng)絡分析儀能夠把它們隨頻率的變化關系,以幅頻特性圖、相頻特性圖等形式展示出來。一些高檔網(wǎng)絡分析儀還能將它們與待測器件的輸入功率之間的關系展現(xiàn)出來,并能顯示延遲特性圖。
與天線分析儀類似,雙端口測試時,幅度的變化、相位的變化可以用幅度檢波器、鑒相器等裝置加以比較得到。只不過參與比較的不再是正反向信號,而是輸入信號和輸出信號。
標量網(wǎng)絡分析儀可以展現(xiàn)幅頻特性。矢量網(wǎng)絡分析儀除了展示幅頻特性外,還可以展示相頻特性。兩種網(wǎng)絡分析儀要展示延遲特性,從原理而言都需要采取一些措施。不過,矢量網(wǎng)絡分析儀只需要對相頻特性進行一次微分,并不需要增加硬件,因此高檔矢量網(wǎng)絡分析儀一般標配了這樣的功能,而標量網(wǎng)絡分析儀卻需要增加產(chǎn)生脈沖或調(diào)制信號的硬件,因此很少配有這種功能。
對于一個雙端口的待測器件,很多時候我們希望了解兩個端口的反射特性,以及該器件正反兩個方向的傳輸特性。用天線分析儀測試反射特性,需要對兩個端口各測一次。用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡分析儀測試傳輸特性時,需要把待測器件顛倒過來再測一次,否則不但測不出兩個特性,甚至無法構建校準模型,一個特性也測不出來,而且顛倒端口可能還會帶來新的誤差。有沒有網(wǎng)絡分析儀可以一次性把兩個端口的反射、傳輸特性,共四個特性測出來呢?當然有,而且現(xiàn)在已經(jīng)成為矢量網(wǎng)絡分析儀的主流。目前商品的矢量網(wǎng)絡分析儀,兩個端口內(nèi)部各配置有兩個定向耦合器,只需切換一下信號源連接的端口即可調(diào)換方向,兩步測出四個特性。大體上只有一些手持式的矢網(wǎng)需要人工調(diào)換器件方向了。而標量網(wǎng)絡分析儀卻幾乎沒有能夠自動調(diào)換的。除了上面說到的兩端口網(wǎng)絡分析儀,隨著射頻技術的進步,端口數(shù)更多的網(wǎng)絡分析儀也變得常用起來。
前面說到天線分析儀就是一種網(wǎng)絡分析儀。如果我們把具備測試反射和傳輸兩種信號流程特性的網(wǎng)絡分析儀稱作“標準的網(wǎng)絡分析儀”的話,天線分析儀相當于半臺標準的網(wǎng)絡分析儀;相對于能自動調(diào)換方向的網(wǎng)絡分析儀而言,天線分析儀就相當于四分之一臺了。有些網(wǎng)絡分析儀不具備定向電橋,只能測試器件的傳輸特性。如果要測試反射特性,就需要外置定向電橋。這種網(wǎng)絡分析儀,也可以算半臺標準的網(wǎng)絡分析儀。帶跟蹤源的頻譜儀就是這種情況,并且多數(shù)只具備標量測試功能。