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2025/06
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R&S矢网测量相位详细操作指南-罗德与施瓦茨技术支持中心
以下是R&S矢量网络分析仪(矢网)测量相位的详细操作指南,如需技术支持可联系18682985902(同微信)
一、测量原理
矢网通过比较待测件(DUT)的传输/反射信号与参考信号源的相位差来获取相位信息。其核心是双通道正交检测技术,分别测量信号的实部(I)和虚部(Q),通过公式 φ = arctan(Q/I) 计算绝对相位。相位测量可应用于通信系统优化、射频电路调试及雷达目标特性分析等领域。
二、操作步骤
1. 安装与连接
硬件连接:
使用低损耗电缆(如1mm半刚性电缆)连接矢网端口与DUT,确保接口匹配(如N型、3.5mm或GSG探针)。
避免电缆过度弯曲,高频测量时需控制弯曲半径(建议>5倍电缆直径)。
软件配置:
安装R&S ZNB/ZNA系列矢网驱动及测量软件(如VxIpc)。
通过LAN/GPIB接口连接电脑,确保通信正常。
2. 校准
全双端口校准(SOLT/TRL):
SOLT校准:使用短路(Short)、开路(Open)、负载(Load)、直通(Thru)校准件,消除方向性、源匹配等误差。
TRL校准:适用于在片测试,需匹配探针型号(如GSG探针需使用指定校准片)。
在片校准设置(以ZNB为例):
添加校准片数据:
进入 CAL → Cal Kits,新建连接器类型(如“GSG+0.5mm”)。
输入校准片参数(如开路电容C-Open、短路电感L-Short)。
执行校准:
选择对应校准件,按提示完成单端口/双端口校准。
3. 参数设置
频率范围:
根据DUT工作频段设置起始/终止频率(如1GHz-10GHz)。
功率电平:
调整信号源功率,避免DUT饱和(通常设置-20dBm至0dBm)。
IF带宽:
窄带宽(如100Hz)提高动态范围,宽带宽(如10kHz)加快扫描速度。
扫描点数:
平衡速度与分辨率,建议设为201点以上。
4. 测量模式
S参数选择:
反射测量:选择 S11(端口1反射)或 S22(端口2反射)。
传输测量:选择 S21(端口1到端口2传输)或 S12。
相位显示:
在软件界面启用 Phase 显示,选择线性(Linear)或对数(Log)坐标。
5. 数据采集与分析
扫描启动:
点击 Start 触发扫描,观察相位轨迹(如S21相位随频率变化曲线)。
标记功能:
使用 Marker 读取特定频率点的相位值(如1GHz处相位为-45°)。
数据导出:
保存数据为 .s2p 格式,或导出至MATLAB/Python进行进一步分析。
三、关键设置细节
相位偏移补偿:
通过 Cal → Phase Offset 修正电缆或适配器引入的固定相位偏差。
平均处理:
启用 Average 功能(如10次平均)减少随机噪声,但会延长测量时间。
群时延测量:
在 Trace → Math 中启用群时延(Group Delay)计算,公式为 τ = -dφ/dω。
四、误差来源与消除
系统误差:
定期校准,使用高质量校准件(如R&S ZV-Z100)。
随机误差:
降低IF带宽、增加平均次数,或启用 Smoothing 功能。
环境干扰:
在屏蔽室内测试,远离强电磁场源(如手机、变压器)。
五、高级功能
相位线性度测试:
R&S ZNA系列支持 Linearity Deviation 算法,通过线性回归分析全频段相位偏差(如计算峰峰值偏差)。
多端口校准:
支持4端口以上设备,使用电子校准件(ECal)简化流程(如R&S ZN-Z84)。
六、文档下载
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