PNA362X系列网络分析仪说明书.docx
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PNA362X系列网络分析仪说明书
PNA362X系列
网络分析仪说明书
1前言…………………………………………………………………………………1
1.1用途与特点……………………………………………………………………1
1.2安全使用注意事项………………………………………………………………1
1.3本机所用术语名词与简单说明…………………………………………………1
2主要性能………………………………………………………………………………2
3仪器的面板与按键……………………………………………………………………3
3.1面板示意图………………………………………………………………………………3
3.2按键说明……………………………………………………………………………………3
4使用操作方法…………………………………………………………………………4
4.1开关机步骤………………………………………………………………………4
4.2主菜单……………………………………………………………………………4
4.3扫频方案的设置与选定…………………………………………………………4
4.4负载的反射特性测试……………………………………………………………5
4.5传输系数测试……………………………………………………………………6
4.6增益测试………………………………………………………………………7
4.7同时测插损与回损………………………………………………………………7
4.8同时测增益与回损………………………………………………………………8
4.9时域故障定位……………………………………………………………………8
4.10打印……………………………………………………………………………10
4.11特殊项目的说明………………………………………………………………10
5性能验证……………………………………………………………………………11
5.1插损读数验证…………………………………………………………………11
5.2验证定向性……………………………………………………………………12
5.3验证测相精度………………………………………………………………12
6维护与其它………………………………………………………………13
7后语……………………………………………………………………………13
南京普纳科技设备有限公司
1前言
1.1用途与特点
本网络分析仪系列是用来在厘米波以下的射频范围内，对雷达、通讯、广播、电视等天线馈线以及各种单、双端口无源和有源器件的研制、调试与验收测试的。
有如下特点:
·集总式设计数字式频率综合源、接收机、显示器、打印机全部置于一个机箱内，自成系统，可独立完成测试任务。
·自动化程度高采用中文菜单操作，使用简单灵活，数据或曲线可自动打印。
·体积小重量轻重量只及类似进口仪器的1/2，便于现场使用。
ＰＮＡ是英文普及型网络分析仪的缩写，P还有便携与矢量（严格来讲为相量）另外两重意义，矢量表示能测阻抗、相位、群时延等标量网络分析仪所不能测的项目。
本仪器为确保精度，作了大量基础工作，精度与进口同档仪器相比并不逊色。
本仪器还有时域故障定位功能。
为了便于普及，本仪器全部功能盒（卡）都是自行设计的，从而降低了成本，售价约为同档进口仪器的1/6～1/4，与频段、通道数以及有无矢量功能有关。
1.2安全使用注意事项
·仪器首先应接好地线，再将电源插头插入电源插座内（由于本仪器电源进线装了滤波器，因此机壳必须加接地线。
妥善接地，否则手触及仪器时会有触电或麻电问题）。
接地线时可将仪器后板上的螺钉松开，将地线压紧即可（注意本仪器电源电缆三根线是完全分开的，严禁使用那种将地线接在中线上的作法）。
·切勿在仪器工作时插拔印制板卡与各种集成块。
由于网络分析仪知识面牵涉较广，除有经验的人员外请勿随意拆卸仪器或打开盖板，以免造成不必要的损坏。
发现明显的毛病试图自行修理时，请注意烙铁不能带电焊接（可将烙铁外壳接地线接到被焊接板的地线上）。
·注意复位键。
在发现不正常时应按复位键，为了避免偶然掉电（如电源插座接触不良时）引起的不正常复位，请按复位键，使仪器正常后再开始工作，必要时断电一分钟后再开机。
·注意连接器尺寸。
测试过程中，射频连接器是允许任意插拔的，但请注意在往反射电桥测试端口接被测件时，需注意插芯伸出尺寸是否过长（插针上的台阶应比端口缩进5.3mm以上），或是否偏心，否则用劲上紧的过程中就将电桥损坏了。
根据实用经验电桥本身是不易坏的，坏的情况多半是被测件连接器尺寸超差或偏心所损坏的，一般应用请接保护接头。
·仪器输入端口承受功率小于1mW。
在附近有强信号发射的情况下（如雷达开机，电台发射），不管仪器是否开机都不要将仪器接到天线上，以免强讯号由天线倒灌损坏仪器。
·打印不正常时应立即按复位键。
在执行打印时，打印机声音紧张而纸并不往外走时，此时应立即按复位键停止打印，检查纸是否已用完还是另有问题。
·本仪器比较轻便，可以拿到现场使用。
但由于网络分析仪比较复杂，对于环境要求还只能达到Ⅱ类仪器要求，使用时以及运输时注意轻拿轻放，以免造成不必要的损坏。
1.3本机所用术语名词与简单说明
·网络分析仪这里所指的网络是指一个盒子，不管大小如何，中间装的什么，我们并不一定知道，它只要是对外接有一个同轴连接器，我们就称其为单端口网络（习惯上又叫负载ZL）。
它上面若装有两个同轴连接器则称为两端口网络。
本仪器能测单或两端口网络的各种参数，故名网络分析仪。
只能测网络各种参数的幅值特性者称为标量网络分析仪，既能测幅值又能测相位者称为矢量网络分析仪。
·特性阻抗Z0它是一种由结构尺寸决定的电参数，同轴线
单位为Ω。
式中εr为相对介电系数，D为同轴线外导体内径，d为内导体外径。
·反射系数、返回损失、驻波比这三个参数采用了不同术语来描述负载的匹配特性。
人们希望传输线上只有入射电压，没有反射电压，这时线上各处电压一样高，只是相位不同。
而实际上反射总是存在的，这就需要定义一个参数。
式中ZL为负载阻抗，Z0为同轴线的特性阻抗。
反射系数Γ=
=
由于反射系数永远≤1，而且在甚高频以上频段手边容易得到的校准装置为衰减器，所以有人用返回损失（回损）R.L.来描述反射系数的幅度特性，并且将负号扔掉。
回损R.L.=20Log│Γ│dB
有反射时，线上电压即有起伏，驻波比（S.W.R）是使用开槽测量线最易得到的一个参数，比较直观。
驻波比S.W.R=
当│Г│<<1时，S.W.R=1+2│Γ│
本仪器三种读数皆有，可任意选用。
·反射电桥为了测得反射系数需要一种带有方向性（或定向性）并保持相位信息的器件，如定向耦合器或反射电桥。
本仪器采用的是反射电桥，它的输出正比于反射系数，然后由机内计算机算出反射系数，回损与驻波，或阻抗，任你选择。
·传输系数与插损对于一个两端口网络除匹配特性外，还有一个传输特性，即经过网络与不经过网络的电压之比叫作传输系数T
T=
∠Φ,Φ即相移。
插损（IL）=20Log│T│dB，一般为负值，但有时也不记负号。
2主要性能
2.1扫频特性与通道数
·PNA3620型30-1600兆赫单测试通道简称30/1600型
·PNA3621型30-3200兆赫单测试通道简称30/3200型
·PNA3622型30-1600兆赫双测试通道简称30/1600型
·PNA3623型30-3200兆赫双测试通道简称30/3200型
·PNA3624型5-870兆赫单测试通道简称5/870型
·PNA3625型5-870兆赫双测试通道简称5/870型
·PNA3628D型0.001-120兆赫单测试通道简称0.001/120型
·PNA3628S型0.001-120兆赫双测试通道简称0.001/120型
对于0.001/120型，只考核0.005-110兆赫。
·数字式跳频最小频距与型号有关。
·频率精度≤10-4。
2.2测试动态范围:
·插损70dB
·回损50dB
·增益30dB
2.3精度与分辨率
·小插损分辨率为0.01dB；不确定度在50dB内为0.2dB+（dB值）的4%。
·小反射分辨率为0.002；0.005-1600MHz范围内，小反射不确定度约0.01（即剩余驻波1.02），以上约0.02。
·相位分辨率0.1°，0.005-1600MHz范围内，不确定度约5°/幅值，以上为10°/幅值。
2.4反射电桥定向性≥40dB（0.005-1600MHz范围内）；35dB（1600-3200MHz范围内）。
2.5负载回损≥46dB（0.005-1600MHz范围内）；40dB（1600-3200MHz范围内）。
2.6尺寸（宽×高×深）mm：
430×133×450；
重量:
约13Kg；
2.7电源:
50Hz交流，220V，0.2A，保险丝1A；
3仪器的面板与按键
3.1面板示意图
·打印机出纸口在后板上。
·后板示意图见后板上的名牌。
·“输入A”与“输入B”是等同的，其功能可在主菜单《测：
A、B》下进行选定，以适应用户的习惯以及某一输入故障后由另一输入代替。
说明书上的连接法只讲一种推荐的作法，用户可根据自己习惯自行选定。
·单测试通道机输入B是堵住的，只有输入A一个输入头，所有测试都用它。
3.2按键说明说明书中〖〗内为键名，《》内为屏幕字符。
〖复位〗键位于显示器左下角的红色按键，它是用来停止一切运行，回到主菜单初始状态的，万一按复位键仍然达不到目的时，可进行断电复位，即将仪器电源关断1分钟再接通。
显示器右面有5个竖放的功能键:
〖↓〗键此键有双重功能。
在菜单中，按此键光标可由上向下单方向循环以便将光标移到所需的行上。
在测试运行中，按此键可依次改变画面的量程。
〖→〗与〖←〗键此两键为左右移动键，功能相同但方向相反。
它有双重功能，在菜单中，它是用来改变所选功能后的数值或项目的。
在测试中它是用来改变光标位置，以显示闪点的参数（注意:
显示器上的曲线只是为了看趋势的，准确数值应以闪点参数为准）。
〖菜单〗键又称暂停键，按它就出菜单。
·在主菜单下按此键即出现扫频方案菜单。
·在测试进行中按此键即暂停测试，出现功能选择菜单。
·按此键可在二、三级菜单间来回，如打印返回以及扫频方案菜单中的来回。
〖执行〗键按此键即执行光标项目下所规定的功能，而在扫频方案菜单中，按此键即确认光标所在处的方案，回到主菜单。
4使用操作方法
4.1开关机步骤
开机前应检查地线是否连接好，再将主机后板电源开关搬到开的位置，此时抽风机应工作，显示器上应显圆图。
为了小插损读数稳定最少要预热20分钟，要求高时预热时间还要长些。
万一开机后显示异常，可按〖复位〗键。
关机时关掉主机后板电源开关即可。
4.2主菜单
当开机时或按〖复位〗键后出现的菜单即主菜单，左面为一阻抗圆图，右面即菜单。
菜单如下:
注释
频域××当前为频域××表示当前最小频距
ＢＦ：
起始频率（BeginningFrequency）
⊿Ｆ：
频距（频率增量或步长）
ＥＦ：
终止频率（EndingFrequency））
Ｎ：
测试点数
Ｍ：
选常规或精测（精测精度高、但更新慢、通常不用）
测：
AB选定各输入口的测试项目
××××
++++++++++++++++线以上为设置项目，线以下为执行项目
校：
××作各项相应校正
·刚开机或复位后，光标在《校:
××》处闪动,便于在不改变频率设置时立即进行校正。
·假如主菜单在频（时）域，而你想要的是时（频）域，此时可按一下〖↓〗键使光标由下到上停在《频（时）》域下面为止,此时按〖→〗键即可得到你所需的时（频）域。
4.3扫频方案的设置与选定
假如需要采用另外的扫频方案，有两种方法，一种是直接在主菜单下修改等频距扫频方案，另一种是按〖菜单〗键到扫频方案菜单中去选定或设置。
可以预设7种扫频方案，1~6为等频距扫频方案，7为列表扫频。
修改扫频方案时，先选定最小频距。
每种机型都有两种最小频距可选，一般用大者，小者速度较慢，而两者的精度是一样的。
30/3200型在1600-3200MHz的最小频距为0.2MHz，1600MHz以下为0.1MHz（可键选0.025MHz）。
30/1600型的最小频距为0.1MHz，可键选0.025MHz。
5/870型的最小频距为0.1MHz，可键选0.025MHz，但28MHz以下只能用0.1MHz。
0.001/120型的最小频距为2KHz，可键选0.5KHz。
4.3.1修改当前等频距扫频方案
·选最小频距按〖↓〗键使光标移到最小频距下，按〖→〗键即可在两种频距间作出选择，不需要时应回到大者上。
·按〖↓〗键，使光标移到《BF》下面，可按〖→〗〖←〗键对始频进行改动到所需数值为止，仪器最低频与型号有关。
·按〖↓〗键，使光标移到《⊿F》下面，按〖→〗〖←〗键可对频距进行改动，时域中⊿F不受控。
·按〖↓〗键，使光标移到《EF》下面，按〖→〗〖←〗键可改变终止频率，改EF时，点数N随着变动，点数N最小为1，最大为81；EF=BF+（N-1）⊿F。
·点频设置:
用〖←〗键使EF=BF或⊿F=0即为点频。
4.3.2预设等频距扫频方案
·主菜单下，按〖菜单〗键即出现2级扫频方案菜单，此菜单分为两层，一层为方案号菜单，另一层为该方案号下的局部菜单（3级）。
·按〖↓〗键，光标将在1~7方案号下单向循环，以便停在你想要的方案号（1~6）上。
·假如方案合适则可直接按〖执行〗键进行选定，否则再按一次〖菜单〗键，光标进入局部菜单，按4.3.1所述的方法即可对等频距局部菜单进行设置。
4.3.3预设列表扫频方案（F、TAB）
·在方案号菜单下，按〖↓〗键使光标停在方案号7下。
·按〖菜单〗键进入局部菜单，光标在最小频距下闪动，按〖→〗键可以在两种最小频距中进行选择。
·按〖↓〗键，使光标在N下闪动，用〖→〗〖←〗键可在1~30之间设定测试点数N。
·用〖↓〗键与〖→〗〖←〗键即可对每个频点进行设置，无等频距限制，也无高低次序限制。
此法适于双频天线，或等比变频扫描。
·设置或选定后，请按〖执行〗键返回，并请再按一次〖复位〗键，确保设置有效。
4.3.4选定与返回
在设置某个扫频方案后有下面三种出口：
·按〖菜单〗键返回方案号菜单，以便进行其他方案的设置与选定。
·按〖执行〗键即将光标所在方案选定为当前方案，返回主菜单。
·按〖复位〗键返回主菜单，一般情况下表示放弃新的选择仍用原方案，而在方案7下时，按〖复位〗键与〖执行〗键等效，而假如暂停前为7方案，暂停后改到不是7，此时复位将回到执行7以前一次的等频距方案。
一般宜按〖执行〗键返回，对于7方案还要加按一次〖复位〗键。
电桥
输入A
输出
输入B
4.4负载的反射特性测试
4.4.1测阻抗
·按图连接,此时电桥测试端口应为开路。
·在主菜单下按〖↓〗键将光标移到《测:
AB》下，按〖→〗或〖←〗键使A下空白，B下为《回损》。
·按〖↓〗键或〖复位〗键使光标停在《校:
开路》下，再按〖执行〗键，此时显示器右下角频率在变动，直到最后画面转成50dB回损方格坐标，测试值在0dB线上。
·按〖菜单〗键，在功能选择菜单上，将光标移到《短路》下，在电桥测试端口接上短路器然后按〖执行〗键。
画面转成阻抗圆图，光标在0点闪动，拔掉短路器光标在∞点闪动。
·接上待测负载，即可用圆图看变化趋势，具体数值见闪点参数。
不同频点的数据，可用按〖→〗或〖←〗键来得到。
用75Ω桥时，测出的阻抗要乘1.5倍，用100Ω差分桥时乘2，依此类推。
·圆图有四档可选，可按〖↓〗键来选择。
4.4.2测回损
若想看回损频响曲线，可按〖菜单〗键。
出现功能选择菜单后，再将光标移到《对数》下，再按〖执行〗键即可。
4.4.3测驻波
·假如你习惯于用驻波比来表示时，可按〖菜单〗键出现功能选择菜单后，再将光标移到《驻波》下，再按〖执行〗键即可。
·驻波有四档可选，可按〖↓〗键来选择。
4.4.4三项校正
·在测负载的反射特性时为了提高精度，可进行三项校正，即校开路、校短路与校零反射。
一般测试只校开路即可，要求高时加校短路，只有在测30dB以上回损或对反射电桥定向性不太满意时才需要校零。
·将一只好的负载接在测试端口上，按〖菜单〗键后将光标移到《校零》处，再按〖执行〗键，画面呈现零反射（50dB），校零完成，此时仪器有效定向性与负载的回损值相当。
·电桥接上保护接头后，精度下降，可以通过三项校正提高。
在通过测试电缆后也可在电缆末端进行三项校正，但必须电缆回损优于24dB，否则出错。
4.4.5参考面移动问题
为了发挥阻抗圆图的作用，便于采取针对性的措施，在阻抗测试中会出现一个参考面的问题。
本机在测阻抗所作的开路测试与短路校正时，是将参考面取在了电桥测试端口，这对一般负载测试是没有问题的。
假如测的是一个盒子，或者是经过一段线测阻抗，这时所显示的曲线就不易理解了。
此时最好将参考面移到最大反射点附近，即可判明反射的性质以便采取措施，具体作法有几种情况。
·在感兴趣点（最大反射点，一般是主馈线与另一器件的交接点）断开，进行开路校正，（最好再作短路校正），此时参考面已移到该点。
·若已知所需移动的电长度可按〖菜单〗键，将光标移到《移+0.000m》处按〖→〗键到所需数值，再将光标移到《矢量》下，按〖执行〗键即可（需移电长度可由时域测得）。
4.5传输系数测试
4.5.1测插损
·在主菜单下按〖↓〗键将光标移到《测:
AB》下，按〖→〗或〖←〗键使A下为《插损》，B下空白。
·将输出插口与输入插口A用两根电缆通过双阴对接起来，测小插损时最好在预备接入待测件的两端各串一只10dB衰减器（若用隔离器或环流器则更佳）。
·按〖↓〗键使光标停在《校:
直通》下，按〖执行〗键，此时为直通状态，即校最大值，仪器会直接转入测试，此时画面应为方格坐标，测试值为0dB。
·将待测件串入两衰减器之间，即可进行测试。
·插损量程有四档，可按〖↓〗键来选择，最小一档为0-2.5dB，最大可测80dB。
·测小插损时，由于信号强度与测试系统的匹配情况有关（用回损来表示），其测试误差范围如下:
系统回损（dB）1015202530
测试误差（dB）±1.740.550.180.0540.017
系统回损是指待测件向两端看去的回损。
在实际系统中，30dB回损已属理想状态，通常测试起伏±0.1dB是很难避免的。
因此测小插损时，必须在测试件两端各串一只10dB衰减器（环流器或隔离器）以改善系统匹配，才能取得可信结果，被测件与校直通的双阴（或其他硬转接器）的电长度若等长对测试的精度也有帮助。
为减少漂移影响，测小插损时应在校直通后立即测试，随校随测，或采用精测。
·测大插损时，请不要加衰减器，以免影响动态范围。
4.5.2测群时延
·在测插损时，按〖菜单〗键，将光标移到《群时延》下。
·可按〖→〗，〖←〗键选择量程，再按〖执行〗键即可进行群时延测试。
注1：
扫频方案是由器件使用通带来确定的，⊿f取值与群时延τ值有关，⊿f可按下式选取。
50/τ≤⊿f≤500/τ，常用值参见下表:
群时延τ10μs1μs100ns10ns
⊿f初选值MHz0.0250.2220
测试点数可在21～81点间进行选择。
扫频方案不是唯一的，而不同的扫频方案的测试结果并不完全一致，因此只有通过试验，找出不同器件的相应最佳扫频方案作为指定方案定下来。
测同一种器件只能采用同一种扫频方案，否则不好相互比较。
0.001/120型只到5μs。
注2：
测放大器的群时延时，要另加衰减器以抵消放大器的增益后，仍在插损档进行测试。
衰减器的时延很小可以不计，也可以另行测出衰减器及连接转换之类的群时延减掉之。
4.5.3测移相器相移与插损，测多端口幅相分布，按〖菜单〗键选《相损》档时，画面将随〖↓〗键反复出现四种坐标:
插损按+1～-4dB，相位按±180°；
插损按+1～-4dB，相位按光标点平移展开，每格5°；
插损按+5～-20dB，相位按±180°；
插损按+5～-20dB，相位按光标点平移展开，每格5°；
4.6增益测试
4.6.1注意事项
请注意放大器的最大输出问题，由于本机输入端口灵敏度较高，而内部又无程控衰减器，承受功率小于1mW，测增益时必需外接衰减器以抵消放大器的增益。
本机增益只有一档为30dB，测试时请串入30dB以上的衰减器，以避免仪器饱和甚至烧毁取样桥。
其衰减器值在30dB以上即可，不必很准，因为在校直通时已校进去了。
待测放大器
4.6.2测增益
·按图连接，根据放大器功率情况，衰减器也可接在右边或者一边接一只衰减器。
·在主菜单下将光标移到《测:
AB》下，按〖→〗或〖←〗键，使A下为《增益》，B下空白。
·按〖↓〗键使光标移到《校:
直通》下，再按〖执行〗键。
·画面转为方格坐标，示值为0dB，断开插头座串入待测放大器，即可得到30dB以内的增益频响曲线。
·假如增益超过30dB，而不超过50dB，则可直接在放大器前（或后）再串入一只20dB衰减器进行测试，即可测50dB以内增益频响曲线。
由于此20dB值要计入增益，因此衰减器应尽可能准一些，或者使用时折算一下其与20dB的偏离数值即可。
·若对增益档动态感到不足，或对测试有疑问，建议外接衰减器以抵消放大器的增益后改在插损档测试，效果会更好些，但数据需要计算。
4.7同时测插损与回损（单测试通道机无此功能）
·在输入A端应接入一10dB衰减器（环流器或隔离器），（0.001/120型要接两个10dB衰减器），以改善输入端口匹配，衰减器的插座即成为新的A口。
·按上图连接，让电桥测试端口开路，将光标移到《测:
AB》下，按〖→〗
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