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网络分析仪测量方法

反射系数(G)和传输系数(T)分别对应入射信号中反射信号和传输信号所占的比例。图3示意了这两个向量。现代网络分析基于散射参数或S-参数扩充了这种思想。

S-参数是一种复杂的向量，它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位，在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-参数用S坐标系表示，X 代表DUT被测量的输出端，Y代表入射RF信号激励的DUT输入端。下图示意了一个简单的双端口器件，它可以表征为射频滤波器，衰减器或放大器。

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网络分析仪原理

网络分析仪可通过双口和单口网络直接测量(有源或无源、可逆或不可逆)复数散射参数，并根据扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性，因为得到广泛的应用，特别是在网络故障检测和维护方面。　

网络分析仪原理：

一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时，由第n个端口输入的入射行波 an将散射到其余一切端口并发射出去。

(1) 若第m个端口的出射行波为bm，则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。一个双口网络共有四个散射参数 S11、S21、S12和S22。

(2) 当两个终端均匹配时，S11和S22就分别是端口1和2的反射系数，S21是由1口至2口的传输系数，S12则是反方向的传输系数。

(3) 当某一端口m终端失配时，由终端反射回来的行波又重新进入m口。这可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一个行波am入射到m口。

(4) 这样，在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。

(5) 据此可以解出网络的一切特性参数，如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。

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随着通信技术的进一步发展，人们对矢量网络分析仪测量结果准确性的要求越来越高，因此，需要准确描述矢量网络分析仪测试精度。在矢量网络分析仪的实际应用中，测量装置各部件特性的非理想性、校准件特性的非理想性、测试端口连接、电缆弯曲的不一致性等因素都会导致测量结果出现误差。如何计算矢量网络分析仪测量不确定度从而评价矢量网络分析仪的性能和测量结果的质量是值得研究的一个课题。在矢量网络分析仪中，不确定度主要表现为进行校准后测量被测器件时导致的传输测量值与反射测量值的幅度不确定性与相位不确定性。

影响不确定度的因素有很多，通过对矢量网络分析仪的组成与测量原理进行分析，将其测量不确定度主要归纳为以下两大类：

与随机误差相关的不确定度包含：

1）有效系统数据的温度漂移导致的不确定度；

2）随机噪声导致的不确定度；

3）电缆弯曲程度变化导致的不确定度；

4）重复性误差导致的不确定度；

5）网络分析仪的非线性特性导致的不确定度。

与系统误差相关的不确定度包括：

1）校准后剩余方向性导致的不确定度；

2）校准后剩余负载匹配导致的不确定度；

3）校准后源失配配导致的不确定度；

4）整机串扰导致的测量不确定度。

值得指出的是，随机误差是不可预测的，无法通过校准消除，但是可以采用分级衰减器、缩小中频带宽、多次测量取平均值等方法使其减小。