CN205992026U - 一种矢量网络分析仪的端口扩展装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及矢量网络分析仪领域，尤其涉及一种矢量网络分析仪的端口扩展装置，包括矢量网络分析仪、端口扩展模块和被测设备；所述矢量网络分析仪包括第一接线端口和第二接线端口；所述端口扩展模块包括功分器和多个衰减器；所述功分器设有一个输入端口和多个输出端口；所述输入端口与所述矢量网络分析仪的第一接线端口连接；所述被测设备包括多个输入端和一个输出端；所述功分器的一个输出端口通过一个衰减器与所述被测设备的一个输入端电连接；所述被测设备的输出端与所述矢量网络分析仪的第二接线端口连接，实现矢量网络分析仪的端口扩展。通过上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，无需反复拆装射频连接器，可提升射频连接器的使用寿命。

Description

一种矢量网络分析仪的端口扩展装置

技术领域

本实用新型涉及矢量网络分析仪领域，尤其涉及一种矢量网络分析仪的端口扩展装置。

背景技术

矢量网络分析仪是一种电磁波能量的测试设备。它既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位，矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。其广泛的应用于天线测试、射频、微波电路测试、元器件测量及检验中。矢量网络分析仪的使用方法是通过一个端口注入一定频率的射频能量，再通过对所有端口测量接收到的射频幅值和相位大小，来分析被测设备各个端口的入射功率、反射功率及相位差异，并得到散射矩阵(即S矩阵)，从而反映被测设备的性能。

目前大多数的矢量网络分析仪都是采用两端口，在测量多端口的被测设备时，如对多工器等多端口的插损的测量时，由于矢量网络分析仪只有两个端口，只能一次接入被测设备的两个端口，这样被测设备另外的端口需要接入50ohm匹配负载。针对只有两端口的矢量网络分析仪，如果通过厂家对矢量网络分析仪的端口进行扩展，成本过高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单且低成本的矢量网络分析仪的端口扩展装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种矢量网络分析仪的端口扩展装置，包括矢量网络分析仪、端口扩展模块和被测设备；

所述矢量网络分析仪包括第一接线端口和第二接线端口；

所述端口扩展模块包括功分器和多个衰减器；所述功分器设有一个输入端口和多个输出端口；所述输入端口与所述矢量网络分析仪的第一接线端口连接；

所述被测设备包括多个输入端和一个输出端；所述功分器的一个输出端口通过一个衰减器与所述被测设备的一个输入端电连接；

所述被测设备的输出端与所述矢量网络分析仪的第二接线端口连接。

进一步的，所述功分器为1分4的功率等分器件。

进一步的，所述矢量网络分析仪采用Agilent公司的PNA-x矢量网络分析仪。

进一步的，所述矢量网络分析仪内设有存储器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置由一个功分器和多个与之相连接的衰减器组成，通过功分器将矢量网络分析仪一个端口的能量进行等分，衰减器让多个通道之间能很好的能量隔离，实现矢量网络分析仪的端口扩展。通过上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，无需反复大量拆装射频连接器，可提升射频连接器的使用寿命，另外可同时对多端口的被测设备(例如频率可调的多工器)调试，解决了传统的两端口的矢量网络分析仪只能观察一个通道滤波器的滤波特性，不能同时观察调试其他通道的滤波特性，导致测量及调试困难且端口越多调试的难度和测量的复杂度就越困难的问题。本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置结构简单且低成本。

附图说明

图1为本实用新型的矢量网络分析仪的端口扩展装置的结构连接示意图；

图2为本实用新型的矢量网络分析仪的端口扩展装置的插损测量连接示意图；

图3为传统方式的矢量网络分析仪测量其中一个通道的插损曲线图；

图4为本实用新型的矢量网络分析仪的端口扩展装置测量四工器的插损曲线图；

标号说明：

1、矢量网络分析仪；2、功分器；3、衰减器；4、被测设备；5、负载。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：端口扩展装置由一个功分器和多个与之相连接的衰减器组成，实现矢量网络分析仪的端口扩展，无需反复大量拆装射频连接器，可提升射频连接器的使用寿命，另外可同时对多端口的被测设备调试，提升调试效率。

请参照图1-4，本实用新型提供的一种矢量网络分析仪的端口扩展装置，包括矢量网络分析仪1、端口扩展模块和被测设备4；

所述矢量网络分析仪1包括第一接线端口和第二接线端口；

所述端口扩展模块包括功分器2和多个衰减器3；所述功分器2设有一个输入端口和多个输出端口；所述输入端口与所述矢量网络分析仪1的第一接线端口连接；

所述被测设备4包括多个输入端和一个输出端；所述功分器2的一个输出端口通过一个衰减器3与所述被测设备4的一个输入端电连接；

所述被测设备4的输出端与所述矢量网络分析仪1的第二接线端口连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置由一个功分器和多个与之相连接的衰减器组成，通过功分器将矢量网络分析仪一个端口的能量进行等分，衰减器让多个通道之间能很好的能量隔离，实现矢量网络分析仪的端口扩展。通过上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，无需反复大量拆装射频连接器，可提升射频连接器的使用寿命，另外可同时对多端口的被测设备(例如频率可调的多工器)调试，解决了传统的两端口的矢量网络分析仪只能观察一个通道滤波器的滤波频率，不能同时观察调试其他通道的频率，导致测量及调试困难且端口越多调试的难度和测量的复杂度就越困难的问题。本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置结构简单且低成本。

本实用新型提供的技术方案是以现有两端口的矢网仪的基础，通过功分器和衰减器实现对矢量网络分析仪端口的扩展，且可以扩展到任意数量的端口。

上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置的工作原理为：

矢量网络分析仪的端口扩展装置在使用前需进行调试，即为测量出功分器和衰减器的插损值，由于功分器和衰减器的插损影响会导致矢量网络分析仪port1端口(即为第一接线端口)注入能量降低，在环境底噪不变的情况下，不利于滤波器(即为被测设备)的高隔离度指标的测量，为此需要在四工器测量功率范围内，尽量通过设置矢量网络分析仪的能量来提高功率值，降低插损曲线，排除功分器和衰减器插损的影响，真实反映被测的多端口设备的网络特性，并可同时观察，通过观察矢量网络分析仪的port2端口(即为第二接线端口)，查看各个通道的驻波比参数。

具体测量出功分器和衰减器的插损值的方法为：

根据图2所示的连接方式连接，在测量每一个通道(即为每个衰减器的传输通道)时，其他的通道连接50ohm负载5，如果需要被测设备的测试频率为fl～fh，在调试时，测量每一个通道的功分器和衰减器在测量频率范围为fl～fh的插损曲线，并存储在矢量网络分析仪中，其目的是为了补偿在测量多端口设备时，由功分器和衰减器插损所导致的插损误差。若采用传统的两端口的矢量网络分析仪直接对被测设备进行测量，需要多次反复的拆装射频连接器，会降低射频连接器的使用寿命。矢量网络分析仪能够同时观察其他通道的频率，大大降低调试难度。

调试完成后，再按照图1所示的连接方式连接，接入被测设备，例如：被测设备为四工器，具有四个输入端和一个输出端，此时功分器选用1分4的功率等分器件，其作用是将矢量网络分析仪的一个端口的能量进行等分，此时采用四个衰减器，衰减器的作用是让四个通道之间能很好的能量隔离。本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置将两端口扩展成多端口，使得同时在矢量网络分析仪上观察每个通道的插损等特性，从而更好、更快的调试和测量多工器，使多端口器件的测试变成一次性、快捷性。

图3为传统的矢量网络分析仪测量其中一个通道的插损曲线图，图4为本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置测量四工器的插损曲线图，由图4上可看出采用本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置可以在矢量网络分析仪上同时观察每个通道的插损等特性。在调试阶段也可以同时调试，且调试与测量两个阶段只需拆装被测设备的射频连接线。

进一步的，上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置的功分器为1分4的功率等分器件。其作用是将矢量网络分析仪的一个端口的能量进行等分。当测量其他数量端口的被测设备时，采用对应数量的等分器件。

进一步的，上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置的矢量网络分析仪采用Agilent公司的PNA-x矢量网络分析仪。

进一步的，上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置的矢量网络分析仪内设有存储器。存储器用来在调试阶段测量每一个通道的功分器和衰减器在测量频率范围为fl～fh的插损曲线，并存储在矢量网络分析仪的存储器中，其目的是为了补偿在测量多端口设备时，由功分器和衰减器插损所导致的插损误差。

通过衰减器实现各通道之间的信号隔离的原理说明：

例如：采用1分2的功分器进行说明。由微波网络理论可知一般功率均分的功分器只有当端口接匹配负载50ohm时，才能实现功率平均分配的功能。比如Wilkinson功分器，其散射矩阵为：

可以看出只有在S11、S22、S33为0即端口匹配时，才能实现功率均分。假设不接衰减器由于DUT的输入端口阻抗未知，所以功分器很难实现功率的平均分配。同时，如果功分器的一个端口失配时，其它端口也会失配。当加入20dB衰减器时，即便DUT的输入端口阻抗未知，假设DUT的输入端口失配造成功率全反射，那么由于衰减器的作用从功分器的输出端口看进去，由于衰减器的作用，被DUT全反射的功率也比功分器的输出功率小40dB，这时反射系数为：

这时功分器输出端往衰减器端口看进去的阻抗为：

可以看出即便DUT失配造成全反射，但衰减器的输入端口看进去依然为50欧姆的匹配负载。

综上所述，本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置由一个功分器和多个与之相连接的衰减器组成，通过功分器将矢量网络分析仪一个端口的能量进行等分，衰减器让多个通道之间能很好的能量隔离，实现矢量网络分析仪的端口扩展。通过上述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，无需反复大量拆装射频连接器，可提升射频连接器的使用寿命，另外可同时对多端口的被测设备(例如频率可调的多工器)调试，解决了传统的两端口的矢量网络分析仪只能观察一个通道滤波器的滤波频率，不能同时观察调试其他通道的频率，导致测量及调试困难且端口越多调试的难度和测量的复杂度就越困难的问题。本实用新型提供的矢量网络分析仪的端口扩展装置结构简单且低成本。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种矢量网络分析仪的端口扩展装置，其特征在于，包括矢量网络分析仪、端口扩展模块和被测设备；

所述矢量网络分析仪包括第一接线端口和第二接线端口；

所述端口扩展模块包括功分器和多个衰减器；所述功分器设有一个输入端口和多个输出端口；所述输入端口与所述矢量网络分析仪的第一接线端口连接；

所述被测设备包括多个输入端和一个输出端；所述功分器的一个输出端口通过一个衰减器与所述被测设备的一个输入端电连接；

所述被测设备的输出端与所述矢量网络分析仪的第二接线端口连接。

2.根据权利要求1所述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，其特征在于，所述功分器为1分4的功率等分器件。

3.根据权利要求1所述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，其特征在于，所述矢量网络分析仪采用Agilent公司的PNA-x矢量网络分析仪。

4.根据权利要求1所述的矢量网络分析仪的端口扩展装置，其特征在于，所述矢量网络分析仪内设有存储器。