一、项目背景和客户需求

　　西北地区某院校电子信息工程学院的一个课题组，正在做微带滤波器和印制板天线的射频特性测试。这个课题要扫滤波器的 S 参数、测天线的输入阻抗和回波损耗，还要给学生开射频测量的实验课，测试周期预计是一个学期，也就是 4 个月。

　　课题组原来用的是一台老式标量网络分析仪，只能看幅值，看不了相位，测滤波器的群延迟和天线的复数阻抗都不行。如果走学校设备采购流程买一台矢量网络分析仪，招标周期要三四个月，还赶不上课题进度。课题组老师评估之后，决定先租一台带校准件的设备，把课题和实验课先开起来。

　　课题组提出来的测试需求比较明确：

　　要测微带滤波器的 S11、S21 和群延迟，需要矢量测量，幅值和相位都要;

　　要测印制板天线的输入阻抗和驻波比，频率覆盖到 2.4 GHz 和 5.8 GHz 这两个常用频段;

　　要给学生做演示实验，从低频元件一直测到射频，频率下限要够低;

　　校准件要配套齐，学生自己动手做校准，接头不能对不上。

　　二、方案选型过程

　　接到课题组咨询之后，我们的工程师没有直接报租赁价格，先和课题组的指导老师通了一次电话，逐项确认了下面这些参数。

　　第一，频率范围。课题组的滤波器和天线工作在 2.4 GHz 和 5.8 GHz，同时还要给学生演示低频的电容电感特性，工程师选了是德科技 E5061B-3G ENA 矢量网络分析仪，频率范围覆盖 5 Hz 到 3 GHz，低频段的元件测量和高频段的射频测试用同一台设备就能做完。

　　第二，端口和动态范围。滤波器的带外抑制要测到六七十 dB，工程师确认 E5061B-3G 是双端口配置，动态范围 120 dB，带外抑制和回波损耗都能一次扫出来，不用换量程分段测。

　　第三，增益相位端口。课题组还要测放大器的增益和相位，工程师确认这台设备带 1 MΩ 输入的增益相位测试端口，最高到 30 MHz，可以直接测有源器件的传输特性，不用另外搭测试电路。

　　第四，校准件配套。学生要自己动手做校准，工程师配套了 SMA 接口的机械校准件，包括开路、短路、负载和直通四个件，和仪器端口的接头类型对得上，学生按屏幕提示就能完成 SOLT 校准。

　　最终选型方案是这样：是德科技 E5061B-3G ENA 矢量网络分析仪 1 台，配套 SMA 机械校准件一套、测试电缆两根和扭矩扳手，租赁周期 4 个月。

　　三、租赁交付和全程技术指导

　　设备发货之前，我们的工程师先对 E5061B-3G 做了一次完整的开机自检和端口检查，确认两个端口的输出功率和接收灵敏度都正常，校准件也逐件核查了外观和标识，然后才打包发往学校实验室。

　　设备到场之后，课题组的研究生第一次做校准就遇到了一个问题：校准做完之后测一个标准负载，S11 的读数在 - 20 dB 左右，怎么看都不对，正常应该到 - 40 dB 以下。指导老师把校准结果的截图发给我们。我们的工程师远程看了一眼，判断是校准面设错了。学生把校准件直接接在仪器端口上做校准，但是实际测量的时候中间加了两根测试电缆，校准面和测量面不一致，电缆的损耗和相位就全部算进了测量结果里。工程师指导同学把校准件接在电缆的末端做校准，把校准面定在电缆出口，然后重新做一遍 SOLT。改完之后，标准负载的 S11 读数到了 - 45 dB，校准正常了。

　　第二个问题出现在接头力矩上。学生换校准件的时候用手拧，有的拧得紧，有的拧得松，同一个器件连着测三次，S21 的读数每次差零点几个 dB。我们的工程师远程看了一下操作，判断是接头力矩不一致，SMA 接头在微波频段对接触电阻很敏感，拧不到位的时候读数就会漂。工程师指导同学用配套的扭矩扳手，每次拧到规定的力矩，听到咔的一声就停。改完之后，同一个器件重复测量的偏差降到了 0.05 dB 以内。

　　第三个问题出现在扫速和噪声的权衡上。学生为了曲线好看，把中频带宽设得很窄，结果扫一条曲线要等半分多钟，实验课上十几个学生排队等设备。我们的工程师远程指导同学把中频带宽设成自动模式，先用宽带宽快速扫一遍看整体形状，需要精读某一段的时候再把那一段的带宽收窄。调整之后，一条完整曲线的扫描时间从三十多秒降到几秒，实验课的节奏就顺了。

　　整个 4 个月租赁期间，课题组在端口延伸、夹具补偿、史密斯圆图读数、数据导出和实验课演示这些环节上又陆续问过几次问题，我们的工程师都在当天做了远程回复，有几回还配合同学做了屏幕共享，从校准一直带着做到测量。租赁期间全程技术指导是安泰测试科技的标配服务。安泰测试科技全程提供技术支持，联系方式 18682985902(同微信)，课题组遇到校准或者测量上的问题，打个电话或者加微信都能找到工程师。

　　四、实施结果

　　课题组用这台 E5061B-3G 在一个学期内完成了课题的全部射频测试：

　　扫了三款微带滤波器的 S 参数，读出了插入损耗、带外抑制和群延迟，其中一款的带内波动超标，学生改了耦合间距之后复测通过;

　　测了印制板天线在 2.4 GHz 和 5.8 GHz 频段的输入阻抗和回波损耗，用史密斯圆图做了匹配网络调整，驻波比从 2.5 降到了 1.5 以内;

　　给学生开了六次射频测量实验课，从低频的电容电感特性一直讲到射频滤波器，学生自己动手做校准和测量，实验报告的数据都是现场测出来的;

　　课题组把常用的校准文件和测量设置存成了模板，后面几届学生做同类实验可以直接调用。

　　学期结束之后，设备按期退回安泰测试科技库房。课题组指导老师反馈，租赁方案让课题在一个学期内就跑起来了，没有卡在设备采购流程上;而且工程师的远程指导对研究生帮助很大，尤其是校准面这个问题，靠自己翻手册很难想到。

　　五、这套租赁方案适合哪些场景

　　是德科技 E5061B-3G 矢量网络分析仪适合下面几类测试任务：

　　高校射频、微波和天线课题中的滤波器、天线、功分器等无源器件测试;

　　元器件和材料的阻抗特性、介电常数测试，低频到射频一次覆盖;

　　放大器和有源器件的增益、相位和群延迟测量;

　　企业和研究所的射频模块调试和来料检验;

　　实验室短期项目或者毕业设计需要临时提升射频测试能力的场景。

　　如果你的项目周期在一个学期或者三到六个月之间，需要测 S 参数和阻抗匹配，学校采购流程又比较慢，可以考虑租赁方案。安泰测试科技的工程师会先和你确认测试频率范围、器件类型和校准件接口，然后给出对应的配置方案。

　　六、常见问题

　　问：E5061B-3G 和普通的标量网络分析仪有什么区别?

　　答：标量网络分析仪只能看幅值，测不了相位，所以滤波器群延迟、天线复数阻抗这些东西都测不了。E5061B-3G 是矢量网络分析仪，幅值和相位一起测，能在史密斯圆图上直接看阻抗轨迹，做匹配网络调整的时候方便很多。

　　问：校准做完之后读数还是不准，是什么原因?

　　答：最常见的原因是校准面和测量面不一致。校准件如果直接接在仪器端口上做校准，实际测量却经过了两根电缆，电缆的损耗和相位就全部算进了结果里。要把校准件接在电缆末端做校准，让校准面等于实际测量的参考面。另外接头力矩不均匀也会让读数漂，建议用扭矩扳手。

　　问：测夹具里的器件，夹具的影响怎么扣掉?

　　答：可以用端口延伸功能，把参考面从电缆口推到夹具的测试点;也可以用夹具的开路、短路补偿，把夹具的残余参数从结果里扣掉。器件越小、频率越高，夹具的影响越明显，这一步不能省。工程师会在租赁期间远程指导补偿的设置方法。

　　问：扫一条曲线太慢怎么办?

　　答：中频带宽设得越窄，噪声越低，但是扫速越慢。建议先用宽带宽快速扫一遍看整体形状，需要精读某一段的时候再把带宽收窄，或者用仪器的自动中频带宽模式。这样实验课上多人轮流用也不会排队等太久。

　　问：学生自己动手做校准，容易出什么问题?

　　答：常见的问题有几个：校准件接错顺序、接头没拧到位、校准面设错、校准完之后又动了电缆。建议每次实验课前先做一次完整校准，用标准负载验证一下，读数到 - 40 dB 以下再开始测量。我们的工程师会在租赁期间远程给同学们讲一遍流程。

　　问：租赁流程大概是什么样?

　　答：课题组先把测试需求发给我们，工程师确认频率范围、器件类型和校准件接口，然后给出配置方案和租赁报价。学校走完内部流程之后我们发货，设备到场后工程师远程协助校准和基础设置。租赁期间有技术问题随时联系工程师，项目结束之后安排退租。