网络分析仪*概述

　　网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正，并换算出其他几十种网络参数，如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗(或导纳)、衰减(或增益)、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。通过比值测量法定量来描述被测器件的反射和传输特性。比值测量法可以使我们在进行反射和传输测量时，不会受到**功率和源功率随频率变化产生的影响。其操作简单，机身小巧，具备多种网络测试和故障诊断的便携式测试工具，是网络维护和管理人员的*佳帮手。

　　网络分析仪本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描. 如果是单端口测量的话，将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位，就可以判断出阻抗或者反射情况. 而对于双端口测量，则还可以测量传输参数. 由于受分布参数等影响明显，所以网络分析仪使用之前必须进行校准。

　　网络分析仪*组成

　　网络分析仪包含三个主要部分：信号源、测试装置和接收机。信号源可以是连续波信号发生器或扫描发生器。扫频发生器可以用于表征网络的宽带特性，视接收机是否具有自动增益控制而定，扫频射频输出的幅度可以是自动电平控制的，也可以无需作自动电平控制。

　　网络分析仪*分类

　　矢网(Vector network)：

　　能测量幅度和相位特性。包括：S参数、幅度和相位、驻波比、插入损耗/增益、群延时、回波损耗、复数阻抗等。

　　标网(Scalar network) ：

　　只能测量S参数的幅度部分，测量结果包括：传输损耗/增益、回波损耗和驻波比、反向隔离度等。

　　网络分析仪*优点

　　数据包捕获和分析

　　通过用户自定义的过滤器，LE80可以任意筛选、捕获和存储数据包进行现场详细分析或下载到PC后使用随机配备的专用协议分析软件进行深入分析。

　　双千兆测试端口

　　不同于其他测试产品，LE80配备可两个RJ-45千兆测试端口，两个端口可以完全独立工作，使用其中任一端口即可进行流量生成、抓包、Ping、链路测试、追踪路由、DHCP和设备查找等测试，这样，即使一个技术人员即可完成网络故障诊断的一切工作。

　　流量生成和带宽测试

　　LE80的流量生成功能™可以调整数据包比例和大小，并产生高达100%流量负荷，用于评估不同网络吞吐量等级下网络的实际性能。使用一台或两台LE80测试仪，即可完成网络可用带宽的测试，为网络性能评估和网络升级等业务提供有效的参考信息。

　　RFC2544测试

　　LE80也提供基于RFC 2544，包含流量和测试性能指标的压力测试。压力测试包含吞吐量、延迟、丢包、背靠背，这些测试既可以在同一台设备上的两个独立端口间进行，也可以使用两台位于不同网络中的两台设备之间进行。

　　设备搜寻和查找

　　LE80可以自动搜寻并显示网络中接入的设备名称、IP地址、MAC地址以及各自占用的数据流量，为网络管理和故障诊断提供重要的参考信息

　　网线测试

　　POE(以太网供电)测试可以测量电压和通电电流测量，以确定有源网络设备的实际功率。 此外，LE80还可以完成电缆的物理层测试，包括短路,开路,串绕,反转、测试电缆长度和故障点位置，以及产生五种不同的音频信号用于寻线。

　　网络分析仪*特点

　　彩色3.5英寸触摸屏界面，易于进行设置和数据分析

　　双千兆端口、集成式设计、性价比极高

　　监测网络流量，分析网络协议、端口使用，和网络利用率统计

　　通过用户自定义的过滤器捕获数据包进行现场详细分析

　　产生流量负荷，评估网络实际性能

　　评估VoIP统计表和质量因素

　　进行Ping、链路、追踪路由、DHCP和PoE等测试，以解决网络中出现的问题

　　测试电缆短路,开路,串绕,反转、测试电缆长度

　　支持IPv6数据捕获，分析和数据包生成

　　网页浏览器界面，用于测试设置和数据下载

　　可充电锂电池组可供电8小时

　　网络分析仪*基本原理

　　网络是一个被高频率使用的术语，有很多种现代的定义。就网络分析而言，网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配，*大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时，总会有一部分信号被反射，而另一部分被传输，这就好比光源发出的光射向某种光学器件，例如透镜。其中，透镜就类似于一个电子网络。根据透镜的属性，一部分光将反射回光源，而另一部分光被传输过去。根据能量守恒定律，被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中，由于热量产生的损耗通常是微不足道的，所以忽略不计。

　　网络分析仪*作用

　　通过检查复杂RF系统各个组件特性

　　l 确保传输信号无失真

　　线性失真：幅度、恒定群延时

　　非线性失真：谐波、互调、压缩

　　l 确保良好匹配，功率*大传输

　　网络分析仪测试应用：

　　无源： 双工器、功分器、耦合器、合路器、滤波器、隔离器、环行器、衰减器、天线、适配器、电缆、波导、传输线等

　　有源：放大器、混频器、取样器等

　　网络分析仪*与频谱分析仪的区别

　　频谱分析仪主要有两种结构：扫频式的和FFT，由于FFT结构存在测量频率的限制，一般只用于低频，而扫频式的广泛应用与射频和微波领域扫频相对于FFT优点有：测量频率范围宽，DANL低，测量动态范围大等FFT相对于扫频的优点有：实时测量，当然扫频的频谱仪有的也有FFT功能，如PSA，一般的频谱分析仪，后端对接收信号进行AD采集，然后用DSP处理后，可以达到VSA(矢量信号分析仪)的功能，如ESA+89601A当然目前的频谱分析仪功能还可以扩展，如NF测试，Phase Noise的测试，Digital Modulation的测试等，但是这些一般是作为选件，选件的意思就是要额外的付钱。

　　网络分析仪有矢量和标量两种，目前主要的是矢量的，也就是说它能同时测量得到传输、反射幅度和相位信息，网络分析仪里面有自己的信号源，也有自己的接收机，但是如果把它理解成一个信号源和一台频谱仪的综合，那是有问题的，因为目前标准的网络分析仪只能测量线性参数，它是同频扫描的，具个例子，VNA扫描f1时，接收端也是测量f1信号上的传输和反射，再次计算得到S参数。当然现在的VNA功能也扩展了，一般的VNA有frequcney offset选件，加上这个，就可以完成例如Mix这种频率偏移器件的扫描测试，当然有了这个频率偏移，也可以进行器件的非线性测试，如谐波等参数测试。还有一个VNA的主要扩展就是进行差分器件的测试，目前随着差分拓扑的广泛应用，VNA也推出了例如四端口的VNA，但是它产生的信号也不是物理上差分，而是逻辑上差分，主要还是完成四端口网络的测试，然后进行混合S参数转换，得到DUT的差分性能，但是四端口的VNA一般要比两端口的贵上一倍。

　　网络分析仪*发展过程

　　网络分析仪是在四端口微波反射计(见驻波与反射测量)的基础上发展起来的。在60年代中期实现自动化，利用计算机按一定误差模型在每一频率点上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和窜漏等而引起的误差，从而使测量**度大为提高，可达到计量室中*精密的测量线技术的测量**度，而测量速度提高数十倍。

　　网络分析仪*修正系统误差

　　系统误差：

　　系统误差为主要误差，可通过校准消除。

　　存在6种类型12个误差项：

　　l 与信号泄漏有关的方向误差和串扰误差

　　l 与反射有关的源失匹配和负载阻抗失配;

　　l 由反射和传输跟踪引起的频率响应误差

　　误差修正：

　　网络分析仪的测量准确度受外部因素的影响较大。误差修正是提高测量准确度的过程。

　　误差修正是对已知校准标准进行测量，将这些测量结果贮存到分析仪的存储器内，利用这些数据来计算误差模型。然后，利用误差模型从后续测量中去除系统误差的影响。

　　l 误差修正只对特定的激励状态有效。

　　l 当更改仪器的以下设置，将使误差修正无效或降低：

　　频率范围、系统带宽、输出功率、扫描点数、扫描类型、扫描时间

　　l 误差修正有效判断：C 或C?或 Cor或Cor?

　　校准：

　　• 单端口校准：单端口校准能测量并消除反射测量中的三项系统误差(方向性、源匹配、频率响应)：

　　l 双端口校准：能消除所有主要的系统误差源

　　反射特性校准(常用校准件：开路、短路、负载)

　　传输特性校准(常用校准件：直通连接器)

　　网络分析仪*校准件及配件检查

　　网络分析仪的测试准确度受外界因素影响较大，在测试前需要对校准套件、测试电缆、接头、连接器等进行检查 。

　　检查对象主要为校准负载和测试电缆。可直接接于网络分析仪的端口对其进行测试，或使用Smith圆图进行性能检查。

　　网络分析仪*测试规范

　　一、仪器通电前检查及要求

　　l 仪器交流供电的电源线使用三芯电源线，并检查仪器后面板电源转换开关是否置于220V档

　　l 确保仪器良好接地

　　l 操作人员佩带防静电腕带，身着防静电服

　　l 需要打印的话要开机前接好打印机

　　二、测试产品前仪器检查

　　l 传输特性检查：

　　将网络分析仪复位后，用用一根低损耗的电缆将仪器二端口连接，网络分析仪设置为S21参数(或S12参数)测量，频率为全频段，源电平输出0dBm，测试其在全频段范围内传输损耗值，若其损耗值≤±1dB，则仪器传输特性正常 (注不可直通校准,无C或Cor标识)

　　l 反射特性检查：

　　网络分析仪设置为S11参数(或S22参数)测量，频率为10MHz~3000MHz，源电平输出0dBm。在仪器Port 1口(或Port 2口)接一标准负载测试其回波损耗，若回波损耗≤-30dB，则仪器反射特性正常;或将仪器Port 1口(或Port 2口)空接，观察其回波损耗值(开路、反射系数为1)，若回波损耗在±1dB范围内，则仪器反射特性正常

　　网络分析仪*测试方法

　　合理设置参数进行测试：

　　l 选择测量S参数、对应测量通道;

　　l 先设置仪器频率范围、源功率大小、系统中频带宽、扫描点数和扫描类型;

　　l 设置系统阻抗为50欧，测试面与校准面保持一致;

　　l 然后再使用标准的校准件对网络分析仪进行校准，若在仪器校准后更改上述参数，则校准无效，需重新进行校准;

　　l 在产品测试过程中出现异常，应立即停止使用仪器，并通知相关人员进行检查处理。

　　测试结果处理：

　　l Maker 读数/限制线 判定

　　l SAVE/Hard Copy

　　l 打印

　　例：8714ET测试图形存盘:

　　Hard copy--select copy port--file gif或file pcx ---select ---prior menu---start

　　E5062A测试结果存盘：

　　system -- Dump Screen Image

　　检查结果处理：

　　l 若网络分析仪的传输特性和反射特性的检查均正常，需在日校验记录或日维护卡上记录，然后使用;

　　l 若检查发现异常，立即通知本部门仪器管理人员和质管部仪校室人员对仪器进行检查分析，并停止使用仪器。

　　网络分析仪*操作注意事项

　　1.仪器对静电很敏感，操作人员必须佩带防静电手腕，身着防静电服

　　2.仪器要良好接地 ;待测产品在连接前良好接地

　　3.注意对校准件及连接接头的维护(使用正确连接方法及清洁、检查)，以免引入测试误差

　　4.仪器四周，特别是散热口与其它物体须保持10cm距离来散热

　　5.为了保证仪器测量准确度，在接入待测产品进行测试前，开机预热半小时以上

　　6.在将网络分析仪与待测产品连接前，保证先将待测产品接地，再接电源线;在产品测试完成后，关闭射频信号再将仪器与待测品连接断开，再断开电源连接，然后将地线与待测品连接断开

　　7.为防止双工产品反向信号对网络分析仪造成损坏，在测试双工产品上行支路驻波比时必须断开其下行电缆(断开离测试口*近的双工器TX连接电缆并把其移至离连接口*远位置)，测试下行支路驻波比时必须断开其上行电缆(断开离测试口*近的双工器RX连接电缆并把其移至离连接口*远位置)。且在测试前断开，并在待测品输出端接一负载进行屏蔽及��配;

　　8.测试高增益的整机产品驻波比，一般网络分析仪源输出功率置为-30dBm，既可满足要求(因低噪放为主要影响)，又不影响灵敏度。

　　9.当测试时延时，在网络分析仪的输入口和输出口均需串接合适的衰减器(衰减器对时延影响非常小，只有几纳秒.例如：在测试*大输出功率为40dBm的产品时，可仪器Port 1与Port 2口分别串接40dB的衰减器。

　　10.当测试双工产品的选择性或带外抑制、增益等使用S21或S12参数进行测试时，仪器输入输出均需接合适的衰减器。

　　11.更改频率范围、扫描点数、输出功率、中频带宽等均会使用校准无效或降低误差修正

　　12.校准状态确认Cor ;

　　13.校准面与测试面保持一致，系统阻抗50欧

　　14.测试反射特性时不可接隔离器

　　15.若需使用GPIB接口或打印机并口，须在仪器开机之前接上GPIB电缆或打印机，不可带电插拔GPIB电缆或打印机电缆

　　16.若仪器端口为APC-7接头，须将外接APC-7接头外导体与仪器端口APC-7接头相连旋紧，并保持仪器端口APC-7接头外导体松弛，否则导致APC-7接头损坏或连接松

　　16.在焊接元器件、调试产品时，须将产品断电，并将仪器与待测产品断开连接 ;

　　17.当发现待测产品出现自激时，应马上给产品断电，将仪器与产品连接断开，并检查仪器性能好坏，当排除自激后，才可再将仪器接入测试;

　　18.在网络分析仪使用前后均需检查仪器状态(仪器所有S参数)，并作记录。

　　19.在使用校准件还是连接测试电缆、转接头等时候，都要注意拧接手法(即旋拧阳头螺帽，阴头部分保持不动)，不正确拧接会损坏校准件或接头。

　　特别是SMA阴头校准件，如果接的时候是旋转SMA阴头校准件的话，很容易使其内芯里的接触弹片脱落导致接触**无法正确校准

　　网络分析仪*保养方法

　　l 为防止双工产品反向信号对网络分析仪造成损坏，必须在测试双工产品上行支路驻波比时断开其下行电缆，测试下行支路驻波比时断开其上行电缆(在测试前断开双工器上电缆);

　　l 在测试低噪放或其它模块产品的驻波比时，必须先将输出端接上负载进行屏蔽(并匹配)，以防信号串挠或泄露造成产品自激。当测试产品输出功率超过5W时，需在输出端接一大功率衰减器，并串接负载。

　　l 当测试时延时，需在网络分析仪的输入口和输出口均需串接合适的衰减器(衰减器对时延影响非常小，只有几纳秒。例如测试ALC功率为40dBm的产品，可在仪器Port1和Port 2口分别串接1个40dB的衰减器)。

　　l 在将待测产品与仪器连接之前，先将待测产品可靠接地。

　　l 如是对有源产品进行传输测量，网络分析仪输出端口*好串接隔离器。