圖:用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)一臺(tái)信號(hào)源的輸出阻抗,此時(shí)信號(hào)源正在進(jìn)行掃頻工作,可以明顯的看到信號(hào)源的輸出對(duì)矢網(wǎng)的干擾(尖峰),事實(shí)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(biāo)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(jī)的中頻檢波。直接檢波方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,目前的標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀還在大量使用,只有高檔的標(biāo)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)方式。混頻并不會(huì)丟失相位信息,同時(shí)能夠用中頻濾波器濾掉信號(hào)源的諧波帶來的變頻產(chǎn)物,僅僅把有用信號(hào)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(dòng)態(tài)范圍,降低對(duì)信號(hào)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(gè)嚴(yán)重的弊端:如果待測(cè)天線已經(jīng)架設(shè)到開闊的地方,來自空中的電波信號(hào)會(huì)和反射波一起進(jìn)入儀器的檢波器。如果空中的信號(hào)很強(qiáng),就可能掩蓋掉天線本身的反射波。在測(cè)試短波天線、寬帶天線時(shí),這種現(xiàn)象非常明顯,甚至在大多數(shù)情況下無法測(cè)試。解決該問題的常用辦法是提高儀器的輸出強(qiáng)度,使反射波的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于天線接收到的信號(hào)。一般儀器能達(dá)到的輸出強(qiáng)度頂多20dBm,實(shí)踐證明對(duì)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(cè)試原理和采用中頻檢波的高檔標(biāo)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(biāo)網(wǎng)可能不同,標(biāo)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(biāo)網(wǎng)常常做到10dBm,與接收機(jī)增加的動(dòng)態(tài)范圍相比,因?yàn)楦櫾捶容^小而損失的動(dòng)態(tài)范圍往往更多。頻譜儀一般不具備混頻器測(cè)試功能,在曲線的歸一校準(zhǔn)等方面,功能也沒有網(wǎng)絡(luò)分析儀強(qiáng)大。當(dāng)然事無絕對(duì),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(biāo)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(biāo)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(kuò)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(duì)于匹配放大器的輸入輸出級(jí)、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(cè)試目的而定,當(dāng)然與預(yù)算也有很大關(guān)系。如果您的測(cè)試必須了解準(zhǔn)確的相位及其衍生數(shù)據(jù),就必須選用矢量?jī)x器,同時(shí)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