矢量網絡分析儀（矢網）是進行微波芯片的微波網絡參數測試的常用儀器，集成度高，可用于微波功率放大等芯片或部件的測試，但使用矢網進行微波芯片S參數測試時，測試功率將有所限制。如3672系列矢量網絡分析儀本機最大輸出功率約為+20dBm左右。而隨著信息技術的發展和微波功率半導體芯片工藝的改進，小至微波功率芯片單片的輸入功率要求已經大于矢網的最大輸出功率，此時使用單臺矢量網絡分析儀進行放大器測試明顯違背測試規律，測試結果不能完全表征被測件特性，并且不能準確獲得增益壓縮、功率效率和交調等參數。

針對此問題，本文給出了一種基于3672系列矢量網絡分析儀的功率擴展方法，設計驗證試驗，利用3672靈活的前面板信號接口，使用本公司配套的定向耦合器、功率放大器和自主的校準技術，提高微波網絡參數的測試功率。測試輸入功率目標為+25dBm，組成的測試系統框圖如圖1所示：

圖1 測試系統框圖

1、系統組成

大功率輸入信號測試系統主要組成部分為矢量網絡分析儀、放大器、兩個定向耦合器、被測件和衰減器組成，如圖2所示。網絡儀輸出信號經由前面板跳線源輸出端口到達放大器，信號被放大器放大后接入定向耦合器1，定向耦合器1的直通端連接定向耦合器2，耦合端經過固定衰減器衰減后接入前面板跳線R輸入。定向耦合器2接收到被測件返回的信號后，通過耦合端連接的衰減器直接反饋到前面板跳線A輸入端口。

圖2 測試系統實物圖

此系統主要組成部分：

（1）矢量網絡分析儀，型號3672D，頻段10MHz~50GHz；

（2）固態功率放大器，型號3871DC，頻段6GHz~18GHz；

（3）功率計，型號87233L，頻段50MHz~67GHz；

（4）定向耦合器兩個，耦合度20dB；

（5）大功率衰減器一個，衰減值30dB；

（6）固定衰減器兩個，衰減值20dB；

（7）機械校準件，型號31121；

（8）測試電纜若干。

2、測試流程

2.1 系統設置

連接儀器和測試附件，設置頻率、硬件通道和功率等測試參數。

（1）按照原理圖連接測試系統。由于本方案需要使用系統前面板新號接口，因此需要進行通道配置：【通道】→【硬件設置】→【圖形配置】，端口1參考混頻器開關切換到“外部”；配置源1為低波段高功率模式，如圖3所示。

圖3 射頻通道設置對話框

（2）設置測試參數，分別設置頻率范圍（6G~18G）、中頻帶寬(1KHz)、掃描點數(201)等參數。

（3）設置功率偏移。網絡儀的源輸出功率經由放大器放大后進入被測件，實際輸出功率與設置功率存在偏差，因此需要設置功率偏移。

【激勵】→【功率】→【功率和衰減】，對話框中點擊【偏移和門限】按鈕，設置功率偏移（如設置源輸出功率為-10dBm時，經過放大器放大到端口輸出功率為25dBm，則設置偏移為35dB）。

圖4 偏移和門限設置對話框

2.2 校準

進行系統校準，需要校準系統的S參數測試誤差、源輸出功率誤差和接收機誤差。

（1）矢量網絡分析儀和固態功率放大器開機30分鐘以上，充分預熱。

（2）進行源功率校準。

第一、配置功率計。