矢量网络分析仪（VNA）应用之二：滤波器特性测量_矢量网络分析仪_测试仪器

矢量网络分析仪（VNA）应用之二：滤波器特性测量

创始人

2022-08-01 13:56:11

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如何用矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer）又叫矢网（VNA）来测滤波器？如何校准矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer）又叫矢网（VNA）？

矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer）又叫矢网（VNA），是微波测量中常用到的一种测试仪器，通常用来测量被测件（DUT）的S参数或其他衍生参数，表征被测件传输特性。
本文通过AV3672系列矢量网络分析仪为大家展示矢量网络分析仪的校准以及校准后用矢量网络分析仪测试滤波器传输特性，包括插入损耗（S21和S12）和回波损耗（S11和S22）。

本文主要介绍基于3672系列矢量网络分析仪的滤波器特性测量，该功能仅需一次设置，一次连接，一次校准就可以得到滤波器在频域的所有通带指标（包括带宽，中心频点频率、Q值，左截止频率、右截止频率等）和阻带指标（包括动态范围，隔离度等）。我们具有：

快速准确的分段扫描；
一目了然的校准向导；
快捷的高精度电子校准技术；
通带和阻带指标一次测量完成；

简介

滤波器遍布于各类射频和微波系统中，滤波器更是移动通信基站、手机射频模块、卫星天线等系统中不可或缺的组成部分，如此普遍的应用，使得滤波器测量为工程师们所熟知。在平时的滤波器调试测量过程中，需要操作者一边看网络仪屏幕上的指标，一边手动调整调谐螺钉，这就要求网络仪的测量速度快，显示的指标全且准确。本文主要介绍中电科仪器仪表有限公司研制的3672系列矢量网络分析仪中滤波器特性测量功能如何快速准确地进行滤波器通带和阻带指标参数的测量及其中的关键点。

基于3672系列矢量网络分析仪的S参数测量功能和丰富的先进校准技术（包括源和接收机功率校准、SOLT、TRL、非插入校准和Ecal等）开发的多功能滤波器测量选件，所采用的非插入校准技术克服了传统校准方法带来的校准误差，提高了测量精度，使测量结果更加准确。仅需一次设置，经过向导校准，连接被测件，就可以得到滤波器的带宽，中心频点频率、Q值，左截止频率、右截止频率等指标。

图1 滤波器特性测量轨迹

图2 滤波器特性

测试方法

第一步：设定测试参数设定，如S参数，频率范围、中频带宽、扫描点数等。

第二步：连接电缆、被测件，如图所示。

图3 连接示意图

第三步：矢量网络分析仪开机30分钟以上，然后进行校准。

第四步：在网络仪中选择[校准]->[向导校准]，进入向导校准的对话框。根据滤波器的端口数选择校准类型及相应的物理端口配置。

图4 向导校准对话框

第五步：完成向导校准对话框设置，包括连接器的端口类型、校准件等。然后根据向导校准对话框的提示连接对应校准件，点击测量，完成校准步骤。

图5 校准件连接向导图

第六步：校准完成后，点击[确定]，矢量网络分析仪校准打开并应用。

第七步：进行滤波器特性测量，3672系列矢量网络分析仪可进行一键滤波器测特性试。点击[搜索]->[滤波器测试]，可得到滤波器带宽、中心频率等参数。

测量关键点

●校准方法：大多数的滤波器的连接器都是非插入式（如端口的连接器类型或极性不同，甚至两个端口分别是波导和同轴的，具体见图7-图8），如果使用传统的SOLT校准方法或者忽略适配器的延时都会造成校准误差，从而导致滤波器调谐的难度增加。

图6 插入器件示意图

图7 非插入器件，连接器极性一致

图8 非插入器件，连接器类型不一致

3672系列矢量网络分析仪采用高精度的未知直通校准法解决了该难题，无需用户进行特殊设置，只需在向导校准中正确选择端口连接器的类型（如图10），在后续的向导步骤中会自动采用未知直通段技术进行校准（如图11）。

图9 向导校准示意图

图10 连接器类型选择

图11 未知直通移除过程

●分段扫描：滤波器测试通常分为通带、阻带高隔离度部分和其他阻带部分，为提高调试测量效率，提高扫描速度，可针对不同的区域采用不同的设置。如通带可采用宽的中频带宽，滤波器的大部分阻带可使用稍小的中频带宽，高隔离度部分采用窄的中频带宽。图12和图13是3672系列矢量网络分析仪对滤波器进行传输测试，其中图12的测试各段采用相同的设置，而图13不同的段分别采用不同的测量频率间隔、中频带宽和功率。