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xianS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(ji)KHz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

ceshixitongzhongbaohanlebufenfeibiaoqijianzuoweiceliangfuzhushebei
，qizuoyongshiwanchenggefeibiaozhunjiekoubeicejianfeibiaozhunjiekoudaobiaozhunjiekoudezhuanhuan
，congermanzuyubiaozhunceshijiekoudelianjie。ciwai，haibixupeizhigezhongjiajujigudingjiandeng。weimanzutianxiandekaichangceshiyaoqiu，bixupeizhixibocailiaobanhezhijia。
                                     
                                                    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
、卡ka子zi等deng。波bo導dao轉zhuan換huan器qi用yong於yu天tian線xian和he測ce試shi係xi統tong的de連lian接jie。在zai調tiao試shi過guo程cheng中zhong
，天tian線xian相xiang關guan輸shu出chu波bo導dao口kou都dou需xu要yao有you負fu載zai連lian接jie。另ling外wai，為wei滿man足zu天tian線xian的de開kai場chang測ce試shi
，應ying在zai天tian線xian的de前qian方fang約yue±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。

yishanglianggeceshixitongyijingyongyuduishijichanpindeceshi，biaoliangwangluofenxiyizuchengdeceshixitongsannianqiantourushiyong，shiliangwangluofenxiyizuchengdeceshixitongquniantourushiyong。zheliangzhongceshixitonggongjiceshiguo5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。