矢量網絡分析儀是一種高性能的電磁波能量測試設備,其在電子通信、微波技術、半導體器件等領域具有廣泛的應用。主要包括信號發生與傳輸、定向耦合器、接收與測量以及數據處理等多個環節。它首先產生高頻信號(通常為微波頻段的射頻信號),該信號通過定向耦合器引導至待測系統,同時允許部分信號返回VNA。返回的信號被VNA的接收器捕獲,并經過處理單元進行分析和測量,從而得到信號的振幅和相位信息。
  1、信號產生單元
  核心器件是合成掃頻信號源,能產生頻率可精確控制、幅度穩定的射頻/微波信號。
  功能是按照設定的頻率范圍(如100kHz-67GHz)進行掃頻,為被測件(DUT)提供標準的激勵信號。
  部分高d型號會集成兩個獨立信號源,可支持更復雜的多端口或差分測試。
  2、信號分離單元
  核心組件包括定向耦合器或混合網絡(如魔T、分支線耦合器)。
  功能是將激勵信號分為兩路:一路輸送給被測件(入射波),另一路作為參考信號;同時分離出被測件反射回來的信號(反射波)和傳輸過去的信號(傳輸波),確保各信號路徑獨立且無干擾。
  這是VNA實現“分離入射、反射、傳輸信號”的關鍵,直接影響測量精度。
  3、接收與檢測單元
  核心包括下變頻器、中頻放大器和正交檢波器。
  功能是將分離后的高頻信號(參考波、反射波、傳輸波)下變頻至較低的中頻信號,經過放大后,由正交檢波器同時提取出信號的同相分量(I)和正交分量(Q),進而計算出幅度和相位信息。
  部分儀器會集成多個接收通道,以支持多端口同時測量,提升測試效率。
  4、數據處理與顯示單元
  核心是嵌入式處理器和軟件系統,搭配顯示屏和操作界面。
  功能是對接收單元輸出的I/Q數據進行計算,得到S參數(如S11、S21)、駐波比、阻抗等參數;同時提供校準算法(如SOLT、TRL)以消除系統誤差,并通過圖表(如史密斯圓圖、對數幅度圖)直觀展示測量結果。
  支持數據存儲、導出及與外部設備(如電腦、測試自動化系統)的通信。
