中心議題：

• 探究麵向非專業的射頻測量技術基礎

解決方案：

• 采用分貝進行功率測量
• 針對測試的需求選擇合適的測試儀器

引言

當前
，基於射頻原理的無線通信產品俯拾即是

，其數量的增長速度也非常驚人。從蜂窩電話和無線PDA
，到支持WiFi的筆記本電腦

、藍牙耳機、射頻身份標簽、無線醫療設備和ZigBee傳感器，射頻設備的市場規模在飛速擴大。僅從今年來看，全球製造並銷售的蜂窩電話將高達8.5億多隻。

要(yao)想(xiang)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)的(de)生(sheng)產(chan)測(ce)試(shi)並(bing)提(ti)高(gao)測(ce)試(shi)產(chan)能(neng)，測(ce)試(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)必(bi)須(xu)要(yao)理(li)解(jie)射(she)頻(pin)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)，清(qing)楚(chu)測(ce)試(shi)的(de)內(nei)容(rong)，並(bing)懂(dong)得(de)選(xuan)用(yong)最(zui)適(shi)合(he)的(de)儀(yi)器(qi)完(wan)成(cheng)這(zhe)些(xie)測(ce)試(shi)工(gong)作(zuo)。問(wen)題(ti)是(shi)，大(da)多(duo)數(shu)從(cong)事(shi)低(di)頻(pin)應(ying)用(yong)（工作頻率在1MHz以下）的工程師不太熟悉高頻的應用特點。

忘掉電壓
，射頻工程師常用功率

射頻信號的強度千差萬別。隨著信號在自由空間的傳播，單位功率將隨著距離的平方成比例降低，功率的變化常用分貝（dB）來表示。

采用分貝進行功率測量也大大簡化了計算過程。增益和損耗都按分貝為單位進行加減。因此，乘法操作簡化為加法操作。dB的形式化定義為：
dB = 10 log (Pout/Pin)

分貝dB是一個相對的值。另一個相關的單位是毫瓦分貝dBm
，它是相對於1mW的絕對功率。圖1給出了dBm的值及其相應的瓦特數
，其中還給出了移動電話的發射機發射功率參考範圍，以及靈敏接收機所能檢測到的最低信號功率。圖2給gei出chu的de等deng式shi定ding義yi了le室shi溫wen下xia射she頻pin信xin號hao的de理li論lun熱re噪zao聲sheng。由you於yu射she頻pin信xin號hao通tong過guo空kong氣qi的de傳chuan輸shu以yi及ji受shou到dao大da氣qi幹gan擾rao和he其qi它ta信xin號hao的de幹gan擾rao，到dao達da接jie收shou機ji端duan的de信xin號hao電dian平ping可ke能neng變bian得de非fei常chang低di。接jie收shou機ji常chang常chang需xu要yao檢jian測ce低di於yu0.1pW的信號（或者低於微伏的信號電平）。

Noise Floor：本底噪聲

常見問題不再是輸入阻抗，而是傳輸線的阻抗失配

zaidipinqingkuangxia，womenzaidianlushangchuanshudianyademubiaoshishixianzuixiaodeshuaijianfudu。qizhong
，zuiyouxiaodedianlushishuruzukanggaoershuchuzukangdidedianlu。duiyushepinyingyong


，xianlandechangdukenengzhiyoubochangdesifenzhiyi
，womenbixubaxinhaochuanshudangchengbolailijie。ruguoboshoudaozuduan，bufenboxinhaojiuhuifashengfanshe。shepinchuanshudemubiaojiushiwusunhaodijiangsuoyoudegonglvchuangeifuzai。renhegonglvdefanshejiuyiweizhechuangeifuzaigonglvdesunshi。yinci，shipeishiyigeguanjiandecanshu。dianluyuanjianhechuanshuxianzhijianderenhezukangchayidouhuiyinqifanshehegonglvsunhao。

圖1給出了dBm的值及其相應的瓦特數其中還給出了移動電話的發射機發射功率參考範圍以及靈敏接收機所能檢測到的最低信號功率[page]

a
圖2給出的等式定義了室溫下射頻信號的理論熱噪聲

在(zai)射(she)頻(pin)應(ying)用(yong)中(zhong)
，傳(chuan)輸(shu)線(xian)一(yi)般(ban)都(dou)采(cai)用(yong)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)，它(ta)們(men)相(xiang)對(dui)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)和(he)電(dian)路(lu)板(ban)內(nei)的(de)微(wei)帶(dai)線(xian)路(lu)而(er)言(yan)都(dou)是(shi)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian)。這(zhe)些(xie)組(zu)件(jian)具(ju)有(you)自(zi)己(ji)的(de)特(te)征(zheng)阻(zu)抗(kang)。傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)特(te)征(zheng)阻(zu)抗(kang)取(qu)決(jue)於(yu)導(dao)線(xian)的(de)幾(ji)何(he)結(jie)構(gou)、導線的屬性以及包裹或隔離導線的絕緣體。對於射頻應用來說
，傳輸線的特征阻抗以及各組件的輸入和輸出阻抗通常采用50歐姆或75歐姆。 50歐姆的阻抗用於優化係統內的功率傳輸
，而75歐(ou)姆(mu)的(de)阻(zu)抗(kang)用(yong)於(yu)實(shi)現(xian)最(zui)小(xiao)的(de)衰(shuai)減(jian)，例(li)如(ru)有(you)線(xian)電(dian)視(shi)網(wang)係(xi)統(tong)。大(da)部(bu)分(fen)射(she)頻(pin)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)針(zhen)對(dui)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)而(er)進(jin)行(xing)設(she)計(ji)優(you)化(hua)的(de)，因(yin)此(ci)特(te)征(zheng)阻(zu)抗(kang)都(dou)是(shi)50歐姆。

為了盡量減少反射，無線測試與測量應用中的射頻線纜和組件都是基於50歐姆特征阻抗而設計的。相反，當阻抗匹配時
，就實現了最佳的功率傳輸。

如ru果guo某mou個ge信xin號hao波bo從cong一yi種zhong特te征zheng阻zu抗kang傳chuan輸shu到dao另ling一yi種zhong不bu同tong的de特te征zheng阻zu抗kang，那na麼me就jiu會hui引yin起qi信xin號hao反fan射she和he反fan向xiang傳chuan輸shu。如ru果guo阻zu抗kang相xiang同tong，就jiu不bu會hui發fa生sheng反fan射she。當dang由you於yu阻zu抗kang不bu連lian續xu而er發fa生sheng信xin號hao發fa射she時shi，就jiu會hui在zai傳chuan輸shu線xian的de兩liang個ge方fang向xiang上shang出chu現xian信xin號hao波bo的de傳chuan輸shu。在zai這zhe兩liang個ge波bo相xiang位wei相xiang同tong的de點dian上shang
，將jiang出chu現xian最zui大da的de電dian壓ya幅fu值zhiVmax；在它們相位相差180度的點上，將出現 Vmin。Vmax和Vmin的比值稱為電壓駐波比，即VSWR。VSWR是衡量某個連接器或某條線纜的阻抗是否接近50歐姆的一個指標。圖3給出了理想情況下全匹配（沒有反射）、理想開路（100%反射）
，以及極端情況下這三個值之間的關係。
Return Loss：回波損耗
Reflected Power：反射功率

熟悉掌握新型的連接器、線纜和元件

帶BNC連接器的電纜通常在500MHz以上就開始衰減。在射頻領域，電纜通常配備N型連接器和SMA連接器。N型連接器常用在測試儀器上，因為它們非常耐用
，可以處理高功率
，能夠很好地工作在高達18GHz的頻率下。SMA連接器比N型連接器小得多，比N連接器的功率更低，但是可以很好地用於 18GHz以上的頻率下。

所有的射頻電纜都是同軸的。同軸射頻電纜可以是不可彎曲的（即剛性的）、可彎曲一定程度的（即半剛性的），或者可彎曲的。對於射頻而言，我們要比低頻情況下更小心地對待電纜。過分的彎曲電纜以及明顯的90度折彎都會損壞電纜，嚴重地降低傳輸性能。

在低頻情況下
，良好的連接就是指導線之間要相互接觸（簡單的連續性）。而er在zai射she頻pin情qing況kuang下xia，阻zu抗kang失shi配pei是shi很hen嚴yan重zhong的de問wen題ti，意yi味wei著zhe良liang好hao的de連lian接jie不bu僅jin要yao確que保bao導dao線xian相xiang互hu接jie觸chu，而er且qie要yao求qiu連lian接jie器qi也ye要yao正zheng確que的de扭niu轉zhuan在zai一yi起qi。因yin此ci

，射she頻pin製zhi造zao商shang常chang采cai用yong7英尺磅大小的扭矩，以確保連接器之間具有很好的接觸和最小的電阻（射頻術語稱為插入損耗）。

在整個測試係統中保證50歐姆的傳輸線

射she頻pin電dian路lu中zhong的de並bing行xing連lian接jie或huo者zhe多duo信xin號hao通tong路lu並bing不bu像xiang低di頻pin電dian路lu中zhong的de那na樣yang簡jian單dan。保bao證zheng整zheng個ge電dian路lu通tong路lu阻zu抗kang匹pi配pei，減jian小xiao阻zu抗kang不bu連lian續xu和he信xin號hao反fan射she是shi非fei常chang關guan鍵jian的de。射she頻pin開kai關guan的de製zhi作zuo都dou采cai用yong精jing密mi加jia工gong，以yi確que保bao整zheng個ge開kai關guan都dou是shi50歐姆的阻抗。為了實現並行通路

，人們采用所謂的分路器或分離器之類的器件將一條輸入信號通路分成兩條或多條輸出通路，每條通路50oumu。zuheqizeshixianxiangfandezuoyong，jiangduotiaoshurutongluhebingchengyitiaoshuchutonglu。ruguoninshishoucijiechushepinceshi，namebuyaobeizhexiefuzadeqingkuangsuoxiadao。shepinyuanjianbitongyangdezhiliuyuanjianchengbenyaogaodeduo。

您需要什麼樣的射頻儀器以滿足您的測試需求？

低(di)頻(pin)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)正(zheng)不(bu)斷(duan)豐(feng)富(fu)普(pu)及(ji)，射(she)頻(pin)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)的(de)種(zhong)類(lei)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)，包(bao)括(kuo)從(cong)信(xin)號(hao)源(yuan)和(he)功(gong)率(lv)計(ji)，到(dao)頻(pin)譜(pu)和(he)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)等(deng)各(ge)種(zhong)儀(yi)器(qi)。這(zhe)些(xie)儀(yi)器(qi)用(yong)於(yu)產(chan)生(sheng)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)，以(yi)及(ji)測(ce)量(liang)大(da)量(liang)信(xin)號(hao)參(can)數(shu)。

射頻功率計——射頻領域的數字萬用表

功率是射頻領域中最經常被測量的一個量。測量功率最簡單的方法就是使用功率計，它實際上是用來
測量射頻信號功率的。功率計中使用寬帶檢波器，按瓦特、dBm、或者dB μV顯示絕對功率的大小。對於大多數功率計而言
，寬帶檢波器（或<傳感器）是一個射頻肖特基二極管或者二極管網絡，實現射頻到直流的轉換處理。
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功率計是所有測量功率的射頻儀器中最準確的。高端功率計（通常需要一個外部功率傳感器）可以實現0.1dB或更高的測量精度。功率計最低可以測量 -70dBm（100pW）的功率。傳感器有各種模型
，從高功率模型、高頻率（40GHz）模型，到峰值功率測量的高帶寬模型等。

功率計有單通道和雙通道兩種。每個通道都需要配置自己的傳感器。兩個通道的功率計就能夠測量出一個器件、電路或係統的輸入和輸出功率，並計算出增益或損耗。

某些功率計能夠達到每秒200到1500cidushudeceliangsudu。eryouxiegonglvjinenggouceliangduozhongxinhaodefengzhigonglvtexing，baokuotongxinhemouxieyingyongzhongshiyongdetiaozhixinhaohemaichongshepinxinhao。shuangtongdaodegonglvjihainenggouzhunqueceliangchuxiangduigonglv。gonglvjihaikeyizhenduibianxieshiyingyongdexuyaoshejichengchicunjingqiaodewaixing，shiqigengshiheyuxianchangceshidexuyao。

功gong率lv計ji的de主zhu要yao局ju限xian在zai於yu其qi幅fu值zhi測ce量liang範fan圍wei。頻pin率lv範fan圍wei是shi與yu測ce量liang量liang程cheng之zhi間jian進jin行xing折zhe衷zhong的de。此ci外wai
，功gong率lv計ji雖sui然ran能neng夠gou非fei常chang準zhun確que地di測ce量liang出chu功gong率lv，但dan是shi無wu法fa表biao示shi信xin號hao的de頻pin率lv分fen量liang。

射頻頻譜或射頻信號分析儀——射頻工程師的示波器

頻pin譜pu或huo矢shi量liang信xin號hao分fen析xi儀yi利li用yong窄zhai帶dai檢jian測ce技ji術shu在zai頻pin域yu內nei測ce量liang射she頻pin信xin號hao。其qi主zhu要yao的de輸shu出chu顯xian示shi是shi功gong率lv頻pin譜pu與yu頻pin率lv之zhi間jian的de關guan係xi，包bao括kuo絕jue對dui功gong率lv和he相xiang對dui功gong率lv。這zhe種zhong分fen析xi儀yi還hai可ke以yi輸shu出chu解jie調tiao信xin號hao。

頻譜分析儀和矢量信號分析儀沒有像功率計那樣的精確性
，但是，射頻分析儀中使用的窄帶檢測技術使其能夠測量低達-150dBm的功率。射頻分析儀的精度一般在±0.5dB以上。

頻譜和矢量信號分析儀可以測量的信號頻率從1kHz到40GHz（甚至以上）。頻率範圍越寬，分析儀的成本就越大。最常見的分析儀的頻率達到3GHz。工作在5.8GHz頻率範圍的新通信標準就需要帶寬為6GHz以上的分析儀。

矢shi量liang信xin號hao分fen析xi儀yi是shi增zeng加jia了le信xin號hao處chu理li功gong能neng的de頻pin譜pu分fen析xi儀yi
，它ta不bu僅jin能neng夠gou測ce量liang信xin號hao的de幅fu值zhi，而er且qie能neng夠gou將jiang信xin號hao分fen解jie成cheng它ta的de同tong相xiang和he正zheng交jiao分fen量liang。矢shi量liang信xin號hao分fen析xi儀yi可ke以yi將jiang某mou些xie調tiao製zhi信xin號hao進jin行xing解jie調tiao，例li如ru一yi些xie由you移yi動dong電dian話hua、無線LAN設備和基於其他一些新通信標準的設備所產生的調製信號。矢量信號分析儀可以顯示星座圖、碼域圖和調製質量（例如誤差矢量幅度）的計算度量。

傳統的頻譜分析儀是掃描-調(tiao)諧(xie)式(shi)設(she)備(bei)，因(yin)為(wei)其(qi)中(zhong)的(de)局(ju)部(bu)振(zhen)蕩(dang)器(qi)要(yao)掃(sao)描(miao)一(yi)個(ge)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)，窄(zhai)帶(dai)濾(lv)波(bo)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)獲(huo)取(qu)該(gai)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)每(mei)個(ge)單(dan)位(wei)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)功(gong)率(lv)分(fen)量(liang)。矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)也(ye)掃(sao)描(miao)一(yi)部(bu)分(fen)頻(pin)譜(pu)，但(dan)是(shi)它(ta)們(men)捕(bu)捉(zhuo)一(yi)定(ding)寬(kuan)帶(dai)內(nei)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)傅(fu)立(li)葉(ye)變(bian)換(huan)得(de)到(dao)單(dan)位(wei)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)功(gong)率(lv)分(fen)量(liang)。因(yin)此(ci)矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)掃(sao)描(miao)頻(pin)譜(pu)的(de)速(su)度(du)比(bi)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)快(kuai)得(de)多(duo)。

評價矢量信號分析儀性能的關鍵指標在於它的測量帶寬。一些新的高帶寬通信標準，例如WLAN和WiMax，需要捕捉帶寬為20MHz的信號。要想捕捉並分析這些信號
，分析儀必須具有足夠大的帶寬才能捕捉到整個信號。如果測試高帶寬
、數字調製的信號
，那麼要確保分析儀的測量帶寬能夠充分捕捉到所測的信號。

頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)檢(jian)驗(yan)待(dai)測(ce)發(fa)射(she)機(ji)是(shi)否(fou)產(chan)生(sheng)了(le)正(zheng)確(que)的(de)功(gong)率(lv)頻(pin)譜(pu)。如(ru)果(guo)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)要(yao)求(qiu)測(ce)試(shi)某(mou)些(xie)失(shi)真(zhen)分(fen)量(liang)
，例(li)如(ru)諧(xie)波(bo)或(huo)寄(ji)生(sheng)信(xin)號(hao)，那(na)麼(me)就(jiu)需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)或(huo)矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)。類(lei)似(si)的(de)

，如(ru)果(guo)設(she)計(ji)者(zhe)關(guan)注(zhu)器(qi)件(jian)的(de)噪(zao)聲(sheng)功(gong)率(lv)，那(na)麼(me)也(ye)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)這(zhe)樣(yang)的(de)射(she)頻(pin)分(fen)析(xi)儀(yi)。其(qi)他(ta)一(yi)些(xie)需(xu)要(yao)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)或(huo)矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)例(li)子(zi)包(bao)括(kuo)：測試互調失真、三階截斷
、功率放大器或功率晶體管的1dB增益壓縮、器件的頻率響應等。

測ce試shi那na些xie涉she及ji數shu字zi調tiao製zhi信xin號hao的de發fa射she機ji或huo放fang大da器qi就jiu需xu要yao使shi用yong矢shi量liang信xin號hao分fen析xi儀yi，對dui調tiao製zhi信xin號hao進jin行xing解jie調tiao。矢shi量liang信xin號hao分fen析xi儀yi能neng夠gou測ce量liang出chu某mou個ge器qi件jian產chan生sheng了le多duo大da的de調tiao製zhi失shi真zhen。解jie調tiao過guo程cheng是shi一yi個ge複fu雜za
、計算密集的過程。能夠快速進行解調和測量計算操作的矢量信號分析儀就可以大大縮短測試時間

，降低測試成本。

射頻信號源

所有的射頻信號源都能產生連續（CW）射頻正弦波信號。某些信號發生器也能夠產生模擬調製射頻信號（如AM信號或脈衝射頻信號），矢量信號發生器采用IQ調製器產生各種模擬或數字調製信號。

射頻信號源進一步可以分成很多種，包括固定頻率CW正弦波輸出源、掃描輸出一個頻段非固定頻率CW正弦波的掃頻源
、模擬信號發生器以及增加模擬和數字調製功能的矢量信號發生器。

如果測試需要激勵信號
，那麼就需要射頻信號源。射頻信號源的關鍵指標是頻率與幅值範圍、幅值精度和調製質量（對於產生調製信號的信號源而言）。頻率調諧速度和幅值穩定時間對於減少測試時間也是非常關鍵的。

矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)信(xin)號(hao)源(yuan)，通(tong)常(chang)結(jie)合(he)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)一(yi)起(qi)產(chan)生(sheng)某(mou)些(xie)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)。通(tong)過(guo)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)可(ke)以(yi)使(shi)矢(shi)量(liang)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)產(chan)生(sheng)任(ren)意(yi)類(lei)型(xing)的(de)模(mo)擬(ni)或(huo)數(shu)字(zi)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)。這(zhe)種(zhong)發(fa)生(sheng)器(qi)可(ke)以(yi)在(zai)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)多(duo)種(zhong)基(ji)帶(dai)波(bo)形(xing)
，在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，也(ye)可(ke)以(yi)在(zai)外(wai)部(bu)產(chan)生(sheng)某(mou)種(zhong)基(ji)帶(dai)波(bo)形(xing)然(ran)後(hou)載(zai)入(ru)到(dao)儀(yi)器(qi)中(zhong)。如(ru)果(guo)測(ce)試(shi)規(gui)範(fan)要(yao)求(qiu)被(bei)測(ce)的(de)
元件
、設備或係統按照待測設備最終使用中的處理調製方式進行測試
，那麼這種情況下通常需要使用矢量信號發生器。

如果測試規範需要進行接收器靈敏度測試、誤碼率測試
、相鄰信道抑製、雙音互調抑製、或雙音互調失真的測試
，那麼也需要使用射頻信號源。雙音互調測試和相鄰信道抑製測試需要兩個信號源，接收器靈敏度測試和/或誤碼率測試隻需要使用一個射頻信號源。

ruguodaiceqijianshiyongyuyidongdianhuade，nameceshizhekenengyaogenjuyidongdianhuabiaozhundexuyaojinxingtiaozhixinhaoleixingdeceshi。yidongdianhuagonglvfangdaqixuyaojiehetiaozhixinhaoyuan（例如矢量信號發生器）jinxingceshi。zaixuanzemouzhongshiliangxinhaofashengqizhiqian，yaopingguyixiagaixinhaofashengqizaibutongtiaozhixinhaozhijiandeqiehuansudu，yiquebaoqinenggoutigongzuikuaideceshishijian。
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網絡分析儀

除了頻譜分析儀和矢量信號分析儀，第三類分析儀就是網絡分析儀。網絡分析儀包含一個內置的射頻信號源和一個測試射頻器件的寬帶（或窄帶）探測器。網絡分析儀以x-y坐標、極坐標或史密斯圓圖的形式輸出顯式器件的特性。

從本質上來看
，網絡分析儀測量的是器件的Scanshu。shiliangwangluofenxiyikeyitigongfuzhihexiangweixinxi，keyiyihengaodejingdupanduanzhexieqijianzaimougekuanpinduanshangdechuanshusunhaoyuzengyi。tongguoshiliangwangluofenxiyi
，haikeyiceliangchuhuibosunhao（反射係數）和阻抗匹配，進行相位測量和群延遲測量。

wanglufenxiyizhuyaoyongyufenxizhurulvboqihefangdaqizhileideyuanjian。zhidezhuyideshi，wangluofenxicaiyongdeshiweijingtiaozhidelianxubo
，fenxiyidexiaozhunshifenzhongyao。liyongzhizaoshangtigongdexiaozhungongjubaokeyishixianwangluofenxiyidexiaozhun。

由於網絡分析儀在一台儀器內集成了信號源和測量功能，而且分析儀具有較寬的頻率範圍
，因此這類儀器的價格比較昂貴。

典型應用

需要同時使用四種主要的射頻測試儀器的一個應用實例就是功率放大器（PA）的測試。

信(xin)號(hao)源(yuan)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)，功(gong)率(lv)計(ji)或(huo)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)。如(ru)果(guo)精(jing)度(du)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)
，例(li)如(ru)在(zai)測(ce)量(liang)最(zui)大(da)功(gong)率(lv)時(shi)
，那(na)麼(me)就(jiu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)計(ji)進(jin)行(xing)輸(shu)出(chu)測(ce)量(liang)。

PA的輸入匹配對於從事射頻發射器的設計者來說是一個關鍵參數。放大所有供給PA的功率，不因反射而損耗實際的功率，這是非常重要的。因此
，PA製造商都會指明並測量PA的回波損耗（即S11），這是網絡分析儀可以測量出的。另外

，如果僅僅需要測量標量幅值，那麼可以通過一個耦合器將一個信號源和一個頻譜分析儀（或功率計）結jie合he起qi來lai，測ce量liang反fan射she功gong率lv的de幅fu值zhi。相xiang比bi使shi用yong網wang絡luo分fen析xi儀yi來lai看kan，這zhe種zhong方fang法fa唯wei一yi的de缺que點dian就jiu是shi配pei置zhi過guo程cheng更geng加jia複fu雜za，需xu要yao使shi用yong額e外wai的de無wu源yuan射she頻pin元yuan件jian。對dui於yu回hui波bo損sun耗hao標biao量liang的de測ce量liang
，功gong率lv計ji能neng夠gou實shi現xian更geng精jing確que的de功gong率lv測ce量liang。

對於輸入阻抗與輸出阻抗（一般為50歐姆）不匹配的負載，PA向這樣的負載傳輸功率的能力是衡量該PA在真實條件下性能的一個重要指標，因為在真實條件下負載（例如天線）不一定恰好具有50歐姆的特性輸入阻抗。在這種情況下，非 50歐姆的電阻負載就會切換到該PA的輸出端。這種負載將迫使PA輸出高達20:1的VSWR（理想匹配的情況下
，50歐的負載將會得到將近1:1的 VSWR）。PA必須能夠正確工作，在存在大量反射功率的情況下為負載提供一些功率。

某些輸出測量需要進行頻譜分析。用於廣播或移動電話領域（或者其他符合FCC規定的應用）的射頻PA要求在PA工作頻道的相鄰頻道內不能產生多餘的功率。對相鄰信道功率、互調失真和諧波失真的測量就是測量PA在真正傳輸信道之外所產生的功率。對於這些測量而言，動態範圍、在存在大信號（例如載波信號）的情況下測量小信號的能力就成為頻譜分析儀的一項重要指標。例如
，如果某個PA的指標表明它的相鄰信道功率（對於某類調製機製，或者對於某種特殊的移動電話標準）是60dBc（載波下分貝）
，那麼該頻譜分析儀的動態範圍（在所需的測試條件下）必定比諧波功率、相鄰信道功率或互調分量的最小容許功率至少大6dB。

鄰(lin)信(xin)道(dao)功(gong)率(lv)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)鄰(lin)信(xin)道(dao)性(xing)能(neng)。信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)鄰(lin)信(xin)道(dao)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)必(bi)須(xu)比(bi)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)最(zui)大(da)容(rong)許(xu)鄰(lin)信(xin)道(dao)功(gong)率(lv)至(zhi)少(shao)小(xiao)6dB。

對於諧波的測量
，分析儀的頻率範圍必須比該PA的最大工作頻率（3dB帶寬頻率）大三倍
，以充分捕捉最大工作頻率的三次諧波功率。此外，頻譜分析儀的動態範圍和本底噪聲必須至少比待測值低6dB，才能很好的測量三次諧波分量

；必須具有合理的信噪比，才能實現精確和可複現的測量。諧波測量顯示的是PA產生的失真大小。過多的失真會對調製性能產生負麵影響。

當不同頻率的信號或不同頻率的信號分量成為PA輸入時
，互調失真就決定了PA產(chan)生(sheng)了(le)多(duo)少(shao)失(shi)真(zhen)。產(chan)生(sheng)這(zhe)樣(yang)的(de)測(ce)試(shi)信(xin)號(hao)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)信(xin)號(hao)源(yuan)。而(er)一(yi)個(ge)雙(shuang)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)源(yuan)是(shi)不(bu)夠(gou)用(yong)的(de)
，因(yin)為(wei)它(ta)的(de)兩(liang)個(ge)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)充(chong)分(fen)的(de)隔(ge)離(li)。信(xin)號(hao)源(yuan)會(hui)產(chan)生(sheng)自(zi)身(shen)的(de)互(hu)調(tiao)失(shi)真(zhen)，這(zhe)會(hui)導(dao)致(zhi)過(guo)高(gao)放(fang)大(da)器(qi)失(shi)真(zhen)測(ce)量(liang)，帶(dai)來(lai)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)錯(cuo)誤(wu)。

針對移動電話市場和某些市場領域（例如WLAN應用）而設計的PA也經常要進行調製質量的測試，在這些應用領域中一般采用比較複雜的調
製機製。這類測試通常要測量誤差矢量幅值（EVM）。

結束語

shangshuduizhuyaoshepinlilundejianyaojieshaozhizaibangzhuduzhehuiguyixiaxiangguanzhishi。zhexieduishepinceshiyiqidegaishujiangweiduzhezhenduiceshidexuqiuxuanzeheshideceshiyiqitigongyixiezongtishangdezhidao。zaidaduoshuqingkuangxia
，ceshizhejianghuiyongdaozhesizhongceshiyiqizhongdeyizhonghuojizhong：信號源、功率計
、頻譜分析儀和網絡分析儀。