VNA架构的变迁

在理解矢网的框图前，可以先看一下次条文章中的S参数定义。

(一) 传输反射系统

矢网的最基本的框图可以是这样：

一个激励源，作为DUT(待测设备)的输入

一个接收机，接收DUT的输出信号

信号分离装置，以分离入射波和反射波。

当进行S参数测量时，在同一个端口的信号中，既包含入射信号，也包括反射信号，所以一般说来，在每个端口处都需要一个激励源和两个接收机。

早期的测量系统，称为TR系统，即传输/反射系统。

意思就是只测量一个方向的传输或者反射响应。

S参数主要有四种波，a1,b1,a2,b2，而TR系统，只能测试增益(b2/a1)和回波损耗(b1/a1)，也就是说，每次只能测试其中的三种，分别是a1,b1,和b2。当然，想测试a2，也不是不可以，把DUT调过来，然后再测一遍。

标量网络分析仪一般采用TR系统，一些低成本的矢量网络分析仪有时候也会用。

下图为TR系统的简单框图。

参考接收机放置在端口1，测量a1波；

一个测试接收机放置在端口1，测量b1波，称为反射接收机；

一个测试接收机放置在端口2，测量b2波，称为传输接收机。

使用两电阻的功分器或者耦合器，将激励源产生的两个信号分成两部分，一部分作为DUT的输入信号，另外一部分作为参考信号。

端口1中的定向耦合器或者定向电桥，用来分离通路中的a1(入射信号)和b1(反射信号)。

(二)老版本的矢量网络分析仪

对TR系统进行扩展，即可得到一个完整的S参数测试系统。

在每个端口增加一个定向耦合器，并对每个端口提供激励源。

老版本的矢量网络分析仪一般采用开关，在各端口之间切换信号源。如下图所示，图中显示了两种框图。

三个接收机的版本（上图）在过去的低成本或射频网络分析仪中很常见，但在很大程度上已经被四个接收机的版本所取代，因为当a1,a2,b1,b2都有独立的接收机时，可以提供更多更好的校准选择。

(三)现代网络分析仪

现代网络分析仪则有两个或更多的内部信号源，这样，可以有多个端口同时输出信号。如下图所示。

虽然在传统的S参数测量中没有要求有多个端口同时输出信号，但是一些高级测量，如双音IMD、或差分器件测试则可以很好地利用这些额外的信号源。

在这些系统中，通常在参考臂和测试臂中都使用定向耦合器，以降低从源到测试端口的损耗，可以在端口处获得更高信号功率。这个系统可以同时在任何一个端口提供输出，或者在成对的端口中提供两个不同的频率，这对于混合器测试应用是很有用的。

参考文献：

Joel P. Dunsmore，

HANDBOOK OF MICROWAVE COMPONENT MEASUREMENTS  WITH ADVANCED VNA TECHNIQUES

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审核编辑 ：李倩