当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

便携式单端口矢量网络分析仪射频通道电路的设计与实现

发布时间:2018-12-16 20:53
【摘要】:网络分析仪是一种非常重要的射频微波仪器被广泛的应用在射频微波器件和设备的测试测量领域。矢量网络分析仪可以测量元件的幅度、相位和群时延,显示在史密斯图中端口阻抗,并且使用它的时域功能,显示从测试端口到阻抗失配或电路故障处的距离。主要用于被测网络散射参量双向S参数的幅频、相频及群时延等特性信息的测量。网络分析仪由激励源、信道分离器件、用于检测信号的接收机和用于观察结果的显示模块、处理电路组成。随着现在日益增多的无线应用,对矢量网络分析仪的应用环境的要求也越来越复杂。在基站电缆和天线系统、无线电和雷达电缆系统、广播和无线电链路系统的安装维护中,技术工程人员可以使用便携式的单端口矢量网络分析仪简单快捷的测试、评估和发现它们系统故障并解决和排除这些故障从而避免日后高昂的维修费用。并且它可以在恶劣的现场环境迅速对蜂窝网络基础设施、双向无线电通信系统或者任何类型的通信系统进行安装和维护。单端口便携式矢量网络分析仪具有体积小、重量轻、能适应各种测试环境和气候条件下工作的特点。本论文正是针对上述问题,在对单端口矢量网络分析仪设计原理以及工作原理进行分析的基础上,以25MHz至4GHz通信频率范围内单端口矢量网络分析仪的射频通道电路为主要设计对象,利用Altium Designer完成了单端口矢量网络分析仪射频通道电路原理图和PCB的设计和实现。主要内容包括以下几个方面:1.分析单端口矢量网络分析仪的基本结构和工作原理。从而了解网络分析仪的射频通道电路的主要组成电路。确定射频通道部分电路的设计方案和作用。2.分析射频定向耦合器的结构和工作原理,完成25MHz至4GHz频率范围内耦合度15dB,隔离度25dB,直通损耗小于1.5dB,端口电压驻波比下于1.5的射频定向耦合器电路设计并测试射频定向耦合器的各项性能指标。3.分析取样器的机构和工作原理,完成射频工作频率为25MHz至4GHz,本振输入幅度+12dBm、频率为24.8MHz至50MHz,中频接收频率为200kHz的取样器电路设计并测试取样器的转换损耗、转换损耗平坦度和谐波抑制度。4.设计射频定向耦合器和取样器的级联,从而得到需要的射频参考信号和射频反射信号的中频信号。实现整个单端口矢量网络分析仪的射频通道电路的设计并完成其电路印制板的制作。并对射频通道电路进行测试,测量射频端口驻波和端口输出信号电平幅度,最后测试射频通道电路参考通道和反射通道的中频输出电平幅度及幅度平坦度。
[Abstract]:Network analyzer is a very important RF microwave instrument, which is widely used in the field of RF microwave devices and devices. The vector network analyzer can measure the amplitude, phase and group delay of the component, display the port impedance in the Smith diagram, and use its time domain function to show the distance from the test port to the impedance mismatch or circuit fault. It is mainly used to measure the amplitude-frequency, phase frequency and group delay of the bidirectional S parameters of the measured network scattering parameters. The network analyzer consists of excitation source, channel separation device, receiver for detecting signal, display module for observation result and processing circuit. With the increasing number of wireless applications, the application environment of vector network analyzer is becoming more and more complex. In the installation and maintenance of base station cable and antenna systems, radio and radar cable systems, broadcast and radio link systems, technical engineers can use portable single-port vector network analyzers to easily and quickly test, Evaluate and detect system failures and resolve and troubleshoot them to avoid high maintenance costs in the future. And it can quickly install and maintain cellular network infrastructure, bidirectional radio communication systems, or any type of communication system in harsh field environments. Single port portable vector network analyzer has the characteristics of small volume, light weight and can be used in various test environments and climate conditions. Aiming at the above problems, this paper analyzes the design principle and working principle of single port vector network analyzer. Taking the RF channel circuit of the single port vector network analyzer in the frequency range from 25MHz to 4GHz as the main design object, the design and implementation of the radio frequency channel circuit diagram and PCB of the single port vector network analyzer are completed by using Altium Designer. The main contents include the following aspects: 1. The basic structure and working principle of single port vector network analyzer are analyzed. In order to understand the network analyzer radio-frequency channel circuit of the main components of the circuit. Determine the RF channel part of the circuit design and role. 2. The structure and working principle of RF directional coupler are analyzed. The coupling degree from 25MHz to 4GHz is 15 dB, the isolation is 25 dB, and the pass-through loss is less than 1.5 dB. The RF directional coupler circuit with port voltage standing wave ratio of 1.5 is designed and tested. The mechanism and working principle of the sampler are analyzed. The RF operating frequency is 25MHz to 4GHz, the input amplitude of the local oscillator is 12dBm, the frequency is 24.8MHz to 50MHz, and the intermediate frequency receiving frequency is 200kHz. The circuit design of the sampler is designed and the conversion loss of the sampler is tested. Conversion loss flatness and harmonic suppression. 4. The cascade of RF directional coupler and sampler is designed to obtain the if signal of RF reference signal and RF reflection signal. The RF channel circuit of the single port vector network analyzer is designed and the PCB is made. The RF channel circuit is tested to measure the RF port standing wave and the port output signal level amplitude. Finally, the intermediate frequency output level amplitude and the amplitude flatness of the RF channel reference channel and the reflection channel are tested.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM935

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 盛军;如何扩大矢量网络分析仪的动态范围[J];计量与测试技术;2001年05期

2 李鼎新;适用于矢量网络分析仪的一种简易高效的波导校准方法[J];国外电子测量技术;2001年05期

3 樊中山;矢量网络分析仪的校准方法[J];国外电子测量技术;2003年05期

4 孙声雯;矢量网络分析仪的测量精度和测量稳定性[J];国外电子测量技术;2004年04期

5 黄东,刘华,侯政嘉,童玲;矢量网络分析仪校正系统构建(英文)[J];仪器仪表学报;2004年S1期

6 侯政嘉,黄东,童玲;矢量网络分析仪8项误差模型和校正理论(英文)[J];仪器仪表学报;2004年S1期

7 王琦;;现代矢量网络分析仪的校准与测量[J];实验技术与管理;2006年02期

8 马小星;干敏梁;;矢量网络分析仪扫频源控制部分的设计[J];江苏航空;2006年04期

9 黄凯冬;尹仲琪;胡勇;;利用矢量网络分析仪测量时延特性的方法[J];电讯技术;2007年01期

10 方志坚;王力;;矢量网络分析仪误差模型分析与应用[J];电子质量;2007年06期

相关会议论文 前10条

1 韩利华;郑延秋;高翠琢;;3mm频段矢量网络分析仪系统及其应用[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年

2 朱忠义;;矢量网络分析仪的功能扩展与应用[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年

3 方子文;;矢量网络分析仪的自校准方法[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年

4 陈虹;翟宝宇;吕桂秋;刘俊霞;张强;;矢量网络分析仪在测量传输矢量信号中的应用[A];第二十七届中国(天津)2013IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2013年

5 林茂六;郝绍杰;张亦弛;徐清华;;非线性矢量网络分析仪的原理和绝对校准技术[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年

6 曹志英;郭敏;刘丹;;DSP和FPGA在脉冲中频检波中的应用研究[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年

7 黄东;刘华;侯政嘉;童玲;;矢量网络分析仪校正系统构建(英文)[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

8 郭荣斌;吴杰;王亚海;;基于射频矢量网络分析仪的天线测试系统[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

9 郭永瑞;李树彪;;矢量网络分析仪中非插入器件的校准方法[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年

10 侯政嘉;黄东;童玲;;矢量网络分析仪8项误差模型和校正理论(英文)[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前2条

1 杨艳;R&S 67GHz矢量网络分析仪面市[N];通信产业报;2009年

2 安捷伦科技有限公司;安捷伦PNA-X微波矢量网络分析仪[N];通信产业报;2008年

相关博士学位论文 前2条

1 赵伟;多端口矢量网络分析仪校准技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

2 张亦弛;宽带非线性矢量网络分析仪测量理论与技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 温小雨;四端口矢量网络分析仪误差校准及修正[D];西安电子科技大学;2008年

2 谷歆海;毫米波矢量网络分析仪检定系统[D];南京理工大学;2009年

3 王云霞;矢量网络分析仪的误差分析和处理[D];华东师范大学;2007年

4 袁春花;多端口矢量网络分析仪的校准与修正[D];南京航空航天大学;2012年

5 熊伟;一款经济型矢量网络分析仪若干模块的设计与实现[D];华东师范大学;2009年

6 孙志为;矢量网络分析仪扩频技术研究[D];电子科技大学;2010年

7 黄东;矢量网络分析仪误差校正系统构建[D];电子科技大学;2005年

8 侯政嘉;矢量网络分析仪误差模型及校正理论的研究[D];电子科技大学;2005年

9 武占宇;多端口矢量网络分析仪误差模型和校准技术研究[D];电子科技大学;2006年

10 杨平清;低频矢量网络分析仪的设计[D];东南大学;2005年



本文编号:2383040

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2383040.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fe875***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com