Векторный сетевой анализатор серии Saluki S3602 имеет несколько режимов калибровки, таких как частотная характеристика, одиночный порт, изоляция отклика, улучшенный отклик, двойные порты и электрическая калибровка, а также несколько режимов отображения, таких как логарифмическая амплитуда, линейная амплитуда, стоячая волна, фаза, групповая задержка и диаграмма Смита. Он оснащен различными стандартными интерфейсами, такими как USB, LAN, GPIB и VGA.
Этот раздел знакомит с базовыми знаниями об измерении отражения.
1. Внедрение измерения отражения
Измерение отражения является важной частью сетевых измерений. Сначала будет введено измерение отражения. Чтобы лучше понять измерение отражения, оптическая волна применяется для имитации передачи бегущей волны вдоль линии передачи.
Если установлен какой-либо оптический элемент, такой как линза, часть света будет отражаться линзой, но большая часть света будет непрерывно проходить через линзу. Если поверхность оптического элемента является зеркальной, то большая часть света будет отражаться, а пропускаться будет лишь небольшое количество света или свет вообще не будет пропускаться.
Рис.1. Отражение и пропускание света
Радиочастотный сигнал будет отражен, если импеданс двух разъемов отличается друг от друга. Измерение отражения - это процесс измерения соотношения отраженного сигнала и падающего сигнала. Падающий сигнал измеряется приемником R, а отраженный сигнал измеряется приемником A. Следовательно, результатом измерения отражения является отношение A и R (т.е. A/R). Характеристика отражения тестируемого устройства может быть полностью определена количественно с помощью информации об амплитуде и фазе сигнала приемников A и R. Среди терминов S-параметра S11 представляет отражение порта 1 (входной порт) тестируемого устройства, а S22 представляет отражение порта 2 (входной порт) тестируемого устройства. устройство. Измерение отражения направлено на обеспечение эффективной передачи радиочастотной энергии. Если энергия отражается, то в ожидаемое место будет передано лишь небольшое количество энергии. Кроме того, при отражении слишком большого количества энергии может сгореть устройство, например усилитель выходной мощности.
2. Выражение для измерения отражения
Данные могут быть выражены различными методами в соответствии с требованиями.
2.1 Возвратные потери
Простым способом выражения данных отражения является обратная потеря, которая является скалярной величиной в БД. Обратные потери относятся к разнице в дБ между отраженным сигналом и падающим сигналом. Если импеданс точно совпадает, то обратные потери будут бесконечными. Для разомкнутой, короткой или без потерь реактивной цепи обратные потери составляют 0 дБ. Например, если при измерении применяется логарифмический формат, данные измерения отражения будут равны -18 дБ, что указывает на то, что обратные потери составляют 18 дБ (игнорируя знак минус).
2.2 Коэффициент стоячей волны
Стоячая волна будет создаваться, если две группы волн передаются в противоположных направлениях по одной линии передачи. В этом случае может быть применен коэффициент стоячей волны напряжения (сокращенно КСВН или КСВР). КСВ определяется как отношение максимального напряжения радиочастотной огибающей к минимальному напряжению радиочастотной огибающей на заданной частоте. Это скаляр. Если импеданс точно совпадает, то КСВ равно 1. Для разомкнутой, короткой или без потерь реактивной цепи КСВ бесконечно.
2.3 Коэффициент отражения
Другим способом выражения измерения отражения является коэффициент отражения (Γ), включающий информацию об амплитуде и фазе. Амплитудная часть Γ обозначается как ρ. Коэффициент отражения - это отношение напряжения отражения к падающему напряжению. Диапазон значений ρ равен 0-1. Если линия передачи подключена с характеристическим сопротивлением, вся энергия будет передаваться на нагрузку без отражения энергии ρ=0. Если линия передачи подключена через устройство разомкнутой цепи или устройство короткого замыкания, вся энергия будет отражена ρ=1. Для ρ не существует единицы измерения.
Ниже приведена информация о фазе отражения. Если длина волны сигнала больше длины проводника на высокой частоте, отраженную волну можно рассматривать как волну, переданную в направлении, противоположном падающей волне. Стоячая волна будет создаваться в случае смешения падающей и отраженной волн. В этом случае амплитуда охватываемого напряжения будет изменяться вместе с положением линии передачи.
Если линия передачи подключена с характеристическим сопротивлением, без отраженного сигнала, энергия будет передаваться в одном направлении вдоль линии передачи, и вся энергия падающего сигнала будет передаваться на нагрузку, как показано на рис.2.
Рис.2. Передача сигнала по линии электропередачи, подключенной через нагрузку
Если линия передачи подключена через устройство короткого замыкания, вся энергия будет отражена к источнику сигнала, и амплитуда отраженной волны будет такой же, как и у падающей волны (ρ=1), а напряжение на обоих концах устройства короткого замыкания равно 0. Фаза отраженной волны напряжения в точке короткого замыкания совпадает с фазой падающей волны напряжения (разница в 180 градусов), и напряжение будет уравновешено.
Рис.3. Передача сигнала по линии электропередачи, подключенной через устройство короткого замыкания
Если линия передачи подключена через устройство с разомкнутой цепью, вся энергия будет отражена к источнику сигнала, амплитуда отраженной волны такая же, как и у падающей волны (ρ=1), ток через устройство с разомкнутой цепью не протекает, а отраженная волна напряжения совпадает с падающей волной напряжения.
Рис.4. Передача сигнала по линии электропередачи, подключенной через устройство разомкнутой цепи
Если линия передачи подключена через резистор 25 Ом, часть энергии будет поглощена, а часть энергии будет отражена к источнику сигнала. Амплитуда отраженной волны составляет 1/3 амплитуды падающей волны. Напряжение на резисторе зависит от разности в 180 градусов. Соотношение фаз изменяется в зависимости от расстояния между концевым резистором и линией передачи. Впадина показателя стоячей волны не приближается к нулю, а пик меньше, чем у устройства с разомкнутой цепью и устройства с коротким замыканием.
Рис.5. Передача сигнала по линии передачи, подключенной через резистор 25 Ом
2.4 Импеданс
Импеданс - это еще один способ выражения данных об отражении. Формат данных относится к отображению данных измерений в графическом виде. Выберите формат данных, который наиболее удобен для понимания характеристик тестируемого устройства.
