中心議題：

• 天線S參數測試係統的設計
• 測試係統的技術指標
• 測試係統的維護與校準

在微波探測係統中，通常天線都是係統自動控製環路的閉環點。天線作為一個收/發fa控kong製zhi係xi統tong的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen
，其qi性xing能neng的de優you劣lie
，將jiang直zhi接jie影ying響xiang到dao全quan係xi統tong的de檢jian測ce能neng力li和he探tan測ce精jing度du。在zai實shi際ji使shi用yong中zhong
，對dui天tian線xian的de電dian特te性xing參can數shu及ji組zu成cheng部bu分fen 的各種微波裝置（如高頻電纜等）的散射參數，例如天線的匹配特性、天線阻抗、微(wei)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)反(fan)射(she)特(te)性(xing)和(he)傳(chuan)輸(shu)特(te)性(xing)參(can)數(shu)等(deng)都(dou)要(yao)進(jin)行(xing)嚴(yan)格(ge)的(de)檢(jian)測(ce)。而(er)要(yao)準(zhun)確(que)的(de)對(dui)天(tian)線(xian)及(ji)其(qi)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)微(wei)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)，采(cai)用(yong)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)無(wu)疑(yi)是(shi)最(zui)佳(jia)的(de)途(tu)徑(jing)。由(you)於(yu)篇(pian)幅(fu)有(you)限(xian)，本(ben)文(wen)隻(zhi)探(tan)討(tao)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)在(zai)天(tian)線(xian)S參數測試方麵的應用情況。

天線S參數測試係統的設計

網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)用(yong)來(lai)刻(ke)劃(hua)有(you)源(yuan)和(he)無(wu)源(yuan)器(qi)件(jian)各(ge)種(zhong)特(te)性(xing)的(de)，這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)可(ke)以(yi)是(shi)單(dan)端(duan)口(kou)的(de)，也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)雙(shuang)端(duan)口(kou)或(huo)多(duo)端(duan)口(kou)的(de)。網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)每(mei)個(ge)端(duan)口(kou)的(de)輸(shu)入(ru)特(te)性(xing)及(ji)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)的(de)傳(chuan)輸(shu)特(te)性(xing)。

網絡分析儀，不管是標量網絡分析儀還是矢量網絡分析儀，測量電網絡參數時都依賴二極管檢波技術（寬帶）或超外差接收技術（窄帶）。窄帶檢測適合於相位測量和評估頻率抑製器件如濾波器等。寬帶檢測更適合於測量頻率轉換器件如調諧器等的特性
，特別是那些具有內部本振的器件。

相xiang對dui於yu二er極ji管guan檢jian波bo，利li用yong調tiao諧xie接jie收shou機ji可ke以yi提ti供gong測ce量liang時shi的de高gao接jie收shou靈ling敏min度du和he寬kuan動dong態tai範fan圍wei，同tong時shi具ju有you較jiao好hao的de諧xie波bo和he寄ji生sheng信xin號hao的de抑yi製zhi功gong能neng。但dan帶dai寬kuan隻zhi有you幾jiKHz的數量級。

本文應用矢量網絡分析儀和標量網絡分析儀兩種設備
，分別設計了兩種天線S參數的測試係統。

矢量網絡分析儀測試係統的設計

矢量網絡分析儀是功能最強大的一種網絡分析儀
，可以測量的頻率範圍為：5Hz－110GHz。矢量網絡分析儀可以測量電網絡完整的幅值特性和相位特性，包括：S-參數的幅值和相位、駐波比（ SWR）
、 插入損耗、衰減、 群延遲
、 回波損耗
、 反射係數和增益壓縮。矢量網絡分析儀一般由合成掃頻信號源、兩個測試端口（含信號分離部件）、多通道、相位相幹、高接收靈敏度的調諧接收機組成。矢量網絡分析儀是一種高集成度的測量儀器
，所需的外部配置較少，主要是各種校準器
，包括開路器、短路器
、匹配負載、轉接電纜以及連接被測件所需的轉換裝置。

矢量網絡分析儀的組成

該測試係統由一台37347D矢量網絡分析儀及其相關的校準組件構成。主要包括：

a) 矢量網絡分析儀 37347D

b) 校準箱 3650

開路器

短路器

a)3.5mm同軸校準件
b)2cm波導校準件
c) 時域功能 3700/A
d)下擴頻 SM6164
e) 穩相電纜： 3671a50－1
f) 各種轉換器\
g) 測試中必須的非標零件
    過渡波導
    波導同軸轉換器
    專用波導負載Ⅰ
    專用波導負載Ⅱ
    專用波導同軸轉換Ⅰ
    專用波導同軸轉換Ⅱ
h) 產品支架
i) 吸波材料及支架
j) 打印機。

測試係統組成

測ce試shi係xi統tong中zhong包bao含han了le部bu分fen非fei標biao器qi件jian作zuo為wei測ce量liang輔fu助zhu設she備bei，其qi作zuo用yong是shi完wan成cheng各ge非fei標biao準zhun接jie口kou被bei測ce件jian非fei標biao準zhun接jie口kou到dao標biao準zhun接jie口kou的de轉zhuan換huan，從cong而er滿man足zu與yu標biao準zhun測ce試shi接jie口kou的de連lian接jie。此ci外wai，還hai必bi須xu配pei置zhi各ge種zhong夾jia具ju及ji固gu定ding件jian等deng。為wei滿man足zu天tian線xian的de開kai場chang測ce試shi要yao求qiu，必bi須xu配pei置zhi吸xi波bo材cai料liao板ban和he支zhi架jia。
                                     
                                                    圖1 矢網係統的原理框圖

標量網絡分析儀測試係統設計

標量網絡分析儀是一種性能價格比很高的網絡分析儀
，通常用於生產線上檢測被測件的外部特性。標量網絡分析儀隻能測量S參數的幅值
，相應的參數包括：傳輸增益（傳輸損耗）、回波損耗
、駐波比（SWR）等。不同於矢量網絡分析儀
，標量網絡分析儀沒有集成信號分離部件，所以標量網絡分析儀需要外配信號分離部件，如：功率分配器

、方向耦合器、方(fang)向(xiang)電(dian)橋(qiao)。標(biao)量(liang)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)也(ye)沒(mei)有(you)類(lei)似(si)矢(shi)量(liang)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)超(chao)外(wai)差(cha)調(tiao)諧(xie)接(jie)收(shou)機(ji)
，而(er)是(shi)利(li)用(yong)外(wai)部(bu)的(de)二(er)極(ji)管(guan)檢(jian)波(bo)方(fang)式(shi)。所(suo)以(yi)標(biao)量(liang)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)需(xu)要(yao)外(wai)配(pei)檢(jian)波(bo)器(qi)。完(wan)整(zheng)的(de)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)還(hai)應(ying)包(bao)括(kuo)校(xiao)準(zhun)件(jian)
、連接電纜
、衰減器
、轉接器和連接被測件的各種轉換裝置。

標網分係統的組成[page]

a) 合成掃頻信號源 MG3692A

；
b) 標量網絡分析儀 54147A；
c) 微波精密檢波器 560－7S50B；
d) 同軸功率分配器 K240B；
e) 波導高方向性定向耦合器 HD-180WC3/20；
f) 波導型環行器 HD-180CIC1/2；
g) SWR自動測試器 560-98SF50-1 ；
h) 源電纜 NS120MF-6；
j) 電纜組件 85022At；
k) 3dB衰減器 41KB-3；
m) 各種校準器
   同軸短路/開路器 HD-180OSSJJ，
   同軸負載 HD-CL1.15SJ

、HD-CL1.05SJ
，
   同軸精密負載 28SF50
，
   波導短路器 HD-180WS，
   波導匹配負載 HD-180WL1.03 ；
n) 各種轉換器
   同軸轉換器 K220B 
、HD-3.5S50KJ、 HD-3.5S50KK 、HD-3.5S50JJ，
   波導同軸轉換器 HD-180WESMAK/J、HD-180WSMAK/J；
p) 升降平台式波導支架；
q) 吸波材料及支架
；
r) 繪圖儀 DJ-500。

標網分係統的組成框圖源

高方向性定向耦合器 高方向性定向耦合器
                              
                                                             圖2 天線電特性參數測量係統框圖

實際配置圖
                                  
                                                                 圖3 標網測S參數的實際配置

測試係統的技術指標

矢網分係統的主要性能指標

a) 頻率範圍：50MHz～20GHz；
b) 動態範圍：105dB；
c) 頻率分辨率：1Hz；
d) 幅度分辨率：0.001dB/div；
e) 幅度準確率：0.1dB
；
f) 相位分辨率：0.01o/div；
g) 相位準確度：0.5o。

標網係統的主要性能指標

a) 頻率範圍：10MHz～20GHz
；
b) 動態範圍：71dBm (+16dBm～-55dBm)；
c) 幅值測量誤差：±0.11dB；
d) 檢波器輸入（2個標準輸入
，1個參考通道R）；
e) 顯示通道 （可以自選最多可達2通道彩色顯示）；
f) 測量點數 可以選值為101、201、401點
；
g) 繪圖儀/打印機緩衝器；
h) 自適性歸一化處理。

被測產品的主要技術指標

a) 各通道輸出端的電壓駐波係數；
b) 波導管的電參數：
c) 電壓駐波係數
    插入損耗
d) 通道損耗
e) 通道之間收發隔離度

說明：在該測試分係統中
，為了順利
、合理的完成天線各項指標的測試，必須要配有滿足產品調試及足夠生產使用的各種非標準設備，主要有波導轉換器、波導負載、kazideng。bodaozhuanhuanqiyongyutianxianheceshixitongdelianjie。zaitiaoshiguochengzhong
，tianxianxiangguanshuchubodaokoudouxuyaoyoufuzailianjie。lingwai，weimanzutianxiandekaichangceshi，yingzaitianxiandeqianfangyue±400立體角範圍
，距離天線1～2米處張貼吸波材料，在 600範圍的材料的反射不大於-40dB，而且必須滿足防火要求。

測試係統的維護與校準

測試係統的可維護性

本係統采用分立係統結構。同軸部件采用SMA接頭方式連接，波導部件采用波導夾連接，各支架及支撐座采用可調節式，操作簡單方便，便於安裝和拆卸。

 測試係統的校準

為wei保bao證zheng測ce試shi的de準zhun確que，在zai測ce試shi時shi，應ying對dui矢shi量liang網wang絡luo分fen析xi儀yi和he標biao量liang網wang絡luo分fen析xi儀yi進jin行xing校xiao準zhun。本ben係xi統tong配pei置zhi了le滿man足zu校xiao準zhun要yao求qiu的de各ge種zhong校xiao準zhun部bu件jian，供gong測ce試shi時shi使shi用yong。此ci外wai
，根gen據ju網wang絡luo分fen析xi儀yi使shi用yong要yao求qiu
，應ying定ding期qi到dao專zhuan門men機ji構gou進jin行xing儀yi器qi校xiao準zhun。時shi間jian為wei每mei年nian一yi次ci。

以yi上shang兩liang個ge測ce試shi係xi統tong已yi經jing用yong於yu對dui實shi際ji產chan品pin的de測ce試shi，標biao量liang網wang絡luo分fen析xi儀yi組zu成cheng的de測ce試shi係xi統tong三san年nian前qian投tou入ru使shi用yong
，矢shi量liang網wang絡luo分fen析xi儀yi組zu成cheng的de測ce試shi係xi統tong去qu年nian投tou入ru使shi用yong。這zhe兩liang種zhong測ce試shi係xi統tong共gong計ji測ce試shi過guo5種天線
、30種電纜及相關微波配件的電特性及S 參數
，共計3000餘件產品。通過對大量產品的測試表明，這兩種測試係統工作穩定
、操作方便完全能滿足產品測試的實際要求。