CN2777858Y - 并行网络分析仪 - Google Patents

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本实用新型可用于射频传输和反射幅度频率特性的测试测量，具体为一种并行网络分析仪。由网络分析仪、射频多路器、控制系统组成，控制系统由计算机和触发接口模块组成，网络分析仪的输出/输入端通过射频电缆与射频多路器的公共端连接，射频多路器的通道端口有N个，分别与被测器件相连，每个被测器件的另一端通过触发信号线与控制系统的触发接口模块相连，网络分析仪通过电缆线与计算机端口相连，2≤N≤16。当使用传输特性时，只要在被测器件的一端连接射频多路器即可。本实用新型可适用于传输特性和反射特性的测试，可以同时测试多个被测器件，使得射频设备使用效率提高。测试对象包括天线、滤波器、衰减器、放大器等射频(包括无线电和微波)器件和设备。本实用新型结构简单，构思新颖，成本低廉。

Description

并行网络分析仪
技术领域
本实用新型可用于射频传输和反射幅度、相位对频率特性的测试测量，具体为一种并行网络分析仪。
背景技术
在生产和研发射频器件时往往需要测量其传输和反射特性。传输特性就是射频信号通过被测器件时，射频信号从输入端口到输出端口的衰减或放大的幅度和相位变化，通常这种变化是在一个或多个频率范围内进行。反射特性就是射频信号在被测器件的某一个端口反射时，射频信号在这个端口入射和反射的幅度和相位变化，通常这种变化是在一个或多个频率范围内进行。这种测量使用网络分析仪完成。当只需要测试幅度频率特性时，人们使用标量网络分析仪。当只需要测试幅度频率特性和相位频率特性时，人们使用矢量网络分析仪。这种测试一般需要采用的步骤为：连接或安装被测件、触发-设备进行测量、释放并取下被测件。其中设备进行测量一般只需要0.1到5秒，典型为1秒左右，而其它步骤中包含较多机械或人工操作，一般用0时在2秒以上。按照典型值计算，设备每测量一个被测件工作1秒，等待2秒，对每一个被测件需要用3秒钟时间，其中只有1秒钟需要网络分析仪，也就是说有2/3的时间没有被使用。如果需要连续测量大量的被测件，这样低效率的设备使用将显著制约单位时间的产量。又因为射频测试测量设备较为昂贵，低效率的使用也降低了投资的回报率。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种结构简单、使用率高、能进行多路测试的并行网络分析仪。
本实用新型提出的并行网络分析仪，由网络分析仪1、射频多路器5、控制系统组成，其中，控制系统由计算机8和触发接口模块9组成，网络分析仪1的输出/输入端2通过射频电缆线4与射频多路器5的公共端连接，射频多路器5的通道端口有N个，分别与被测器件6相连，每个被测器件的另一端通过相应的触发信号线7与控制系统的触发接口模块14相连，网络分析仪1通过电缆线与计算机15端口相连，2≤N≤16。
本实用新型中，网络分析仪1可以采用现有的市售产品，例如Agilent E5062A，或Agilent ENA、PNA系列的其它型号等。
本实用新型中，网络分析仪1也可以采用模块化组合结构形式，由信号源11、信号分析仪12和信号耦合器件13组成，其中，信号耦合器件13的端口有3个，信号耦合器件13的端口A与信号分析仪12输入端相连，信号耦合器件13的端口B与信号源11输出端相连，信号耦合器件13的端口C与射频多路器5相连，信号源11、信号分析仪12分别通过电缆线16连接计算机8。
本实用新型中，信号耦合器件13可以是反射计、定向耦合器、环行器之一种。
本实用新型中，为避免多路器驻波特性影响测量精度，可以在射频电缆线4的输入或输出端连接衰减器，以提高匹配性能。
以上器件结构，可用于测量器件的反射特性。
本实用新型中，当使用测量传输特性时，对于采用单个网络分析仪的情形，被测器件的一端再连接一个射频多路器17，射频多路器17的另一端与网络分析仪1相连。
本实用新型中，当使用传输特性时，对于采用模块化组合结构形式时，网络分析仪1由信号源11、信号分析仪12组成，被测器件的一端再连接一个射频多路器17，射频多路器17的另一端与信号分析仪1相连，信号源11的输出端与多路器5相连，信号源11、信号分析仪12分别通过电缆线16与计算机8相连。
本实用新型通过将多个被测件夹具或连接器件和一套射频测量设备相连，使得在测量一个被测器件的同时可以有多个夹具进行安装连接和释放取下，从而提高仪器在时间上的利用率。
假设测量时间为Tc，被测件安装连接和释放取下共需要Tm，当多路器5、17连接N个被测件或夹具6，N＞＝Tm/Tc+1时，理论上射频测试测量设备就不用等待安装和释放了，也就是说设备利用率达到100％。为了保证设备效率，消除人工速度波动，一般可以多设置1到4个夹具，即Tm/Tc+1＜N＜Tm/Tc+5。
例如Tc＝1s，Tm＝2s，Tm/Tc＝2，3＜N＜7。如果设计4个夹具，使用4通道的射频多路器，安装和释放就可以有1秒钟的波动，而设备效率保持100％。
在测试测量反射特性时，在被测件和射频设备之间连接多路器，由计算机控制，每一个时刻只有一个被测件和射频设备相连接。在测试测量传输特性时，在射频设备输出和被测件输入端口间连接多路器，同时在被测件输出端口和射频设备输入端口间连接另一个多路器，由计算机控制，每一个时刻只有一个被测件得输入和输出同时和射频设备相连接。多路器的结构可以是2选1到16选1之间的配置，典型可取4选1的多路器。这样，当一个被测件在连接安装和释放取下的时候，多路器可以切换到其他被测件进行测量，使得射频设备使用效率提高。
本实用新型的工作过程如下：
1、将所有被测件连接安装到系统，启动系统软件；
2、从任意一个安装好被测件的夹具(设为i号夹具)发出触发信号；
3、计算机收到触发信号后，将射频多路器5、17切换到i号通道。如果是测量反射特性，系统中没有射频多路器17；
4、计算机控制网络分析仪1或信号源11和信号分析仪12进行反射或传输特性测量；
5、在计算机控制测量的同时，i号被测件以外的其它位置，都可以拆除或卸下已测量过的被测件，安装需要测量的被测件；
6、一次测量完成后，就可以任意挑选下一个已经准备好的夹具，设置为i号，跳转到步骤2，或者结束退出。
本实用新型可适用于传输特性和反射特性的测试，可以同时测试多个被测器件，使得射频设备使用效率提高。测试对象包括天线、滤波器、衰减器、放大器等射频(包括无线电和微波)器件和设备。本实用新型结构简单，构思新颖，成本低廉。
附图说明
图1为本实用新型的采用单个网络分析仪的结构图示(测量反射特性)。
图2为本实用新型的采用组合式网络分析仪的结构图示(测量反射特性)。
图3为本实用新型采用单个网络分析仪的结构图示(测量传输特性)。
图4为本实用新型采用组合式网络分析仪的结构图示(测量传输特性)。
图中标号：1为现成的网络分析仪，2为网络分析仪输出/输入端口，3为网络分析仪输入端口，4为射频电缆线，5为射频多路器，6为被测件或其夹具，7为触发信号线，8为计算机，9为触发接口模块，10为网络分析仪电缆线，11为信号源，12为信号分析仪，13为反射耦合器件，14为触发接口模块，15为计算机控制总线或电缆线，16为仪器模块间总线或电缆，17为第二个射频多路器，A、B、C分别为信号耦合器件13的三个端口。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本实用新型。
实施例1，测量内容：9kHz-2.7GHz内某被测件的反射和传输幅度特性
测试时间为：1秒
被测件安装释放时间：2-3秒
当测试反射特性时，网络分析仪由信号源、信号分析仪和信号耦合器件组成，信号耦合器件采用定向耦合器，定向耦合器型号：TGD-B201，工作频率范围0.8-2.5GHz；最大插入损耗0.4dB，最小隔离40dB；最大驻波系数1.2，尺寸100mm×25mm×25mm。信号源采用：NI PXI-5660，信号分析仪采用：NI PXI-5670。射频多路器采用NI PXI-2591四选一射频多路器2个。射频电缆线靠输入/输出端1可以连接1-20dB的衰减器，衰减器型号为：TGRT-3，工作频率：0-3GHz；衰减3dB，驻波系数1.11-1.15。多路器各多路通道和被测件6连接，每个被测件或夹具6都可以有一个触发信号线7输出。触发信号线采用TTL逻辑信号线。触发接口模块可以是独立的设备或模块板卡，和触发信号匹配，通过和计算机8的接口告诉计算机程序被测件的就位状态。计算机8根据被测件就位情况通过电缆线控制网络分析仪测量。触发接口模块的型号为NI PXI-6528，计算机采用DELLDimension 8300。网络分析仪与计算机之间的电缆线采用NI MXI-4或其它控制线。
当测试传输特性时，被测器件的一端连接射频多路器，射频多路器的另一端与网络分析仪相连。射频多路器采用NI PXI-2591四选一射频多路器1个。
使用本实用新型测试测量设备利用效率：约100％。
实施例2，测量内容：采用现成网络分析仪在300kHz-3GHz内某被测件的反射和传输幅度特性
测试时间为：1秒
被测件安装释放时间：2-3秒
当测试反射特性时，网络分析仪采用Agilent E5062A。射频多路器采用Agilent8767K四选一射频多路器2个。射频电缆线靠输入/输出端(1)可以连接1-20dB的衰减器，衰减器型号为：TGRT-3，工作频率：0-3GHz；衰减3dB，驻波系数1.11-1.15。多路器各多路通道和被测件6连接，每个被测件或夹具6都可以有一个触发信号线7输出。触发信号线采用TTL逻辑信号线。触发接口模块可以是独立的设备或模块板卡，和触发信号匹配，通过和计算机8的接口告诉计算机程序被测件的就位状态。计算机8根据被测件就位情况通过电缆线控制网络分析仪测量。触发接口模块的型号为NI PCI-6528，计算机采用DELL Dimension 8300。网络分析仪与计算机之间的电缆线采用GPIB、RS232、以太网或其它控制线。
当测试传输特性时，被测器件的一端连接射频多路器，射频多路器的另一端与网络分析仪相连。射频多路器采用Agilent 8767K四选一射频多路器1个。
使用本实用新型测试测量设备利用效率：约100％。

Claims (6)

1、一种并行网络分析仪，由网络分析仪(1)、射频多路器(5)、控制系统组成，其特征在于控制系统由计算机(8)和触发接口模块(9)组成，网络分析仪(1)的输出/输入端(2)通过射频电缆线(4)与射频多路器(5)的公共端连接，射频多路器(5)的通道端口有N个，分别与被测器件(6)相连，每个被测器件(6)的另一端通过相应的触发信号线(7)与控制系统的触发接口模块(14)相连，网络分析仪(1)通过电缆线与计算机(15)端口相连，2≤N≤16。
2、根据权利要求1所述的并行网络分析仪，其特征在于网络分析仪(1)采用模块化组合结构形式，由信号源(11)、信号分析仪(12)和信号耦合器件(13)组成，其中，信号耦合器件(13)的端口有3个，信号耦合器件(13)的端口(A)与信号分析仪(12)输入端相连，信号耦合器件(13)的端口(B)与信号源(11)输出端相连，信号耦合器件(13)的端口(C)与射频多路器(5)相连，信号源(11)、信号分析仪(12)分别通过电缆线(16)连接计算机(8)。
3、根据权利要求2所述的并行网络分析仪，其特征在于信号耦合器件(13)为反射计、定向耦合器、环行器之一种。
4、根据权利要求1所述的并行网络分析仪，其特征在于射频电缆线(4)的输入或输出端连接衰减器。
5、根据权利要求1所述的并行网络分析仪，其特征在于当使用传输特性时，对于采用单个网络分析仪，被测器件的一端再连接一个射频多路器(17)，射频多路器(17)的另一端与网络分析仪(1)相连。
6、根据权利要求2所述的并行网络分析仪，其特征在于当使用传输特性时，对于采用模块化组合结构形式，网络分析仪(1)由信号源(11)、信号分析仪(12)组成，被测器件(6)的一端再连接一个射频多路器(17)，射频多路器(17)的另一端与信号分析仪(1)相连，信号源(11)的输出端与多路器(5)相连，信号源(11)、信号分析仪(12)分别通过电缆线(16)与计算机(8)相连。
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