一种高隔离度单端口矢量网络分析仪及方法技术

技术编号:20586556 阅读:53 留言:0更新日期:2019-03-16 06:24
本发明专利技术公开了一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,包括用于产生激励信号的频率合成信号源,频率合成信号源的信号输出端连接至定向耦合器信号输入端,定向耦合器的信号输出端连接至待测器件,定向耦合器的反射信号输出端连接至第一混频器的第一信号输入端;还包括本机振荡器,本机振荡器的信号输出端连接至第一混频器的第二信号输入端,第一混频器的信号输出端通过第一低通滤波器连接至中频幅度及相位检测模块的第一信号输入端;频率合成信号源和本机振荡器的输出端还通过倍频混频单元连接至中频幅度及相位检测模块的第二信号输入端,并将幅度差和相位差信息发送至处理器及显示单元;本发明专利技术可以在保证精确度条件下显著提高隔离度。

A High Isolation Single Port Vector Network Analyser and Its Method

The invention discloses a single-port vector network analyzer with high isolation, including a frequency synthesizing signal source for generating excitation signal, a signal output terminal of the frequency synthesizing signal source is connected to the signal input terminal of the directional coupler, a signal output terminal of the directional coupler is connected to the device to be tested, and a reflection signal output terminal of the directional coupler is connected to the first signal input of the first mixer. The output end of the local oscillator is connected to the second signal input end of the first mixer, the output end of the first mixer is connected to the first signal input end of the IF amplitude and phase detection module through the first low-pass filter, and the output end of the frequency synthesis signal source and the local oscillator is also connected to the IF amplitude and phase detection module through the frequency doubling mixing unit. The second signal input end of the phase detection module transmits the amplitude difference and phase difference information to the processor and display unit, and the isolation degree can be significantly improved under the condition of ensuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种高隔离度单端口矢量网络分析仪及方法
本专利技术属于射频测量领域,特别涉及一种高隔离度单端口矢量网络分析仪及方法。
技术介绍
矢量网络分析仪广泛应用到射频及通信测试系统中。矢量网络分析仪一般包含激励信号源及若干个接收机模块。激励信号源通常采用频率合成器进行合成,其频率覆盖范围一般覆盖多个倍频程。接收机单元一般采用采样变频及直接下变频等方式,其中采样变频应用广泛如是德科技、安立公司等多款仪器当中。采样变频优点是结构简单,效率高且成本低。但其缺点非常明显,随着频率提高其接收机动态范围逐渐减少,从而,对动态范围要求高的场合很难应用。接收机的另外一种方式为相参下变频接收机,此种接收机在最新款的矢量网络分析仪中逐渐应用开来。这种接收机的优点非常明显,由于激励源与本振源完全隔离,从而,隔离度可以做的非常高。但是缺点也较为显著,由于激励源及本机振荡器完全隔离,即完全依靠频率合成器得到相参信号,其随着频率提高相参信号的精度会逐渐恶化,导致精度逐渐下降。由以上所知,精度与隔离度不能很好的兼顾。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高隔离度单端口矢量网络分析仪及方法,可以在保证测量精度的前提下提高分析仪的隔离度。本专利技术采用以下技术方案:一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,包括用于产生激励信号的频率合成信号源,频率合成信号源的信号输出端连接至定向耦合器信号输入端,定向耦合器的信号输出端连接至待测器件,定向耦合器的反射信号输出端连接至第一混频器的第一信号输入端;还包括本机振荡器,本机振荡器的信号输出端连接至第一混频器的第二信号输入端,第一混频器的信号输出端通过第一低通滤波器连接至中频幅度及相位检测模块的第一信号输入端;频率合成信号源和本机振荡器的输出端还通过倍频混频单元连接至中频幅度及相位检测模块的第二信号输入端,中频幅度及相位检测模块用于提取两个信号输入端信号幅度差和相位差信息,并将幅度差和相位差信息发送至处理器及显示单元。进一步的,倍频混频单元包括分别于频率合成信号源和本机振荡器输出端相连接的第一倍频器和第二倍频器,第一倍频器和第二倍频器的信号输出端分别连接至第二混频器的第一信号输入端和第二信号输入端,混频器的信号输出端通过低通滤波器连接至中频幅度及相位检测模块的第二信号输入端。进一步的,第一倍频器的信号输出端的输出信号的频率为2f,其中,f为频率合成信号源的输出信号的频率;第二倍频器的信号输出端的输出信号的频率为2fLO,其中,fLO为本机振荡器的输出信号的频率。进一步的,fLO=f+Δf,Δf为固定频差,取值为1MHz-100MHz。进一步的,频率合成信号源和本机振荡器的信号输入端分别连接至参考源。本专利技术还公开了一种网络参数测量方法,包括以下步骤:通过频率合成信号源生成激励信号源,并将激励信号源通过定向耦合器发送至待测器件,将定向耦合器的反射信号发送至第一混频器;通过本机振荡器生成合成信号源,将合成信号源分别发送至第一混频器和第二倍频器;通过第一混频器将定向耦合器的反射信号和合成信号源进行混频,经第一低通滤波器滤波后发送至中频幅度及相位检测模块;将激励信号源经过第一倍频器后与通过第二倍频器后的合成信号源经过第二混频器混频后发送至第二低通滤波器进行滤波,并将滤波后的信号发送至中频幅度及相位检测模块;通过中频幅度及相位检测模块对经第一低通滤波器滤波后的信号和经第二低通滤波器的信号提取信号幅度差和相位差,并将幅度差和相位差发送至处理器及显示单元。进一步的,频率合成信号源和本机振荡器均与参考源连接,且激励信号源和合成信号源的相位均与参考源的相位相同。进一步的,第一倍频器的信号输出端的输出信号的频率为2f,其中,f为激励信号源的频率;第二倍频器的信号输出端的输出信号的频率为2fLO,其中,fLO为合成信号源的频率。进一步的,fLO=f+Δf,Δf为固定频差,取值为1MHz-100MHz。本专利技术的有益效果是:将激励源信号一路直接输出,另外一路2倍频输出,本机振荡器也分成两路,一路信号与激励源保持固定频差,另外一路信号2倍频输出。激励源的2倍频信号与本机振荡器的2倍频信号下变频后作为参考信号。显著提高了参考信号与对外输出的激励源信号之间隔离度,进而提高了系统的动态范围。同时,利用2倍频器的下变频作为相位参考,系统的精度不会显著下降。本专利技术较好的兼顾了隔离度与精度指标,可广泛应用到各类矢量网络分析仪系统中。【附图说明】图1为本专利技术的高隔离度矢量网络分析仪的原理框图;图2为本专利技术第一实施例具体实施电路图;图3为本专利技术第二实施例具体实施电路图;图4为本专利技术矢量网络分析仪测得的信号动态范围测试图。其中:1.参考源;2.频率合成信号源;3.第一倍频器;4.第一混频器;5.定向耦合器;6.待测器件;7.本机振荡器;8.第二倍频器;9.第二混频器;10.第二低通滤波器;11.中频幅度及相位检测模块;12.处理器及显示单元;13.第一低通滤波器。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术公开了一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,如图1所示,为本专利技术的第一实施例,包括用于产生激励信号的频率合成信号源2,频率合成信号源2用来结合参考源1生成激励信号源。频率合成信号源2的信号输出端连接至定向耦合器5信号输入端,定向耦合器5的信号输出端连接至待测器件6,定向耦合器5的反射信号输出端连接至第一混频器4的第一信号输入端。通过定向耦合器5可以把激励信号源的信号和反射信号有效隔离。本申请的矢量网络分析仪还包括本机振荡器7,本机振荡器7用于产生合成信号源,即fLO=f+Δf,Δf为固定频差,取值为1MHz-100MHz。本机振荡器7的信号输出端连接至第一混频器4的第二信号输入端,第一混频器4的信号输出端通过第一低通滤波器13连接至中频幅度及相位检测模块11的第一信号输入端。通过第一混频器4输出的信号进入到第一低通滤波器13中,经过低通滤波可以得到中频信号,该中频信号即为Δf,也是本机振荡器7和频率合成信号源2所产生信号的固定频差。频率合成信号源2和本机振荡器7的输出端还通过倍频混频单元连接至中频幅度及相位检测模块11的第二信号输入端,由此可知,进入中频幅度及相位检测模块11的有两路信号,中频幅度及相位检测模块11用于提取两个信号输入端信号幅度差ΔAdB和相位差Δφ信息,并将幅度差和相位差信息发送至处理器及显示单元12,进行显示和进一步处理。倍频混频单元包括分别于频率合成信号源2和本机振荡器7输出端相连接的第一倍频器3和第二倍频器8,在本实施例中第一倍频器3和第二倍频器8均采用2倍频器,采用2倍频器有两方面好处:一方面是有方便的集成芯片使用,不需要再去重新设计或制作,另一方面2倍频器的相位恢复容易。第一倍频器3的信号输出端的输出信号的频率为2f,其中,f为频率合成信号源2的输出信号的频率;第二倍频器8的信号输出端的输出信号的频率为2fLO,其中,fLO为本机振荡器7的输出信号的频率。第一倍频器3和第二倍频器8的信号输出端分别连接至第二混频器9的第一信号输入端和第二信号输入端,混频器9的信号输出端通过低通滤波器10连接至中频幅度及相位检测模块11的第二信号输入端。经过倍频混频单元的低通滤波可以得到中频信号,该中频信号即为2Δ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,其特征在于,包括用于产生激励信号的频率合成信号源(2),所述频率合成信号源(2)的信号输出端连接至定向耦合器(5)信号输入端,所述定向耦合器(5)的信号输出端连接至待测器件(6),所述定向耦合器(5)的反射信号输出端连接至第一混频器(4)的第一信号输入端;还包括本机振荡器(7),所述本机振荡器(7)的信号输出端连接至所述第一混频器(4)的第二信号输入端,所述第一混频器(4)的信号输出端通过第一低通滤波器(13)连接至中频幅度及相位检测模块(11)的第一信号输入端;所述频率合成信号源(2)和本机振荡器(7)的输出端还通过倍频混频单元连接至中频幅度及相位检测模块(11)的第二信号输入端,所述中频幅度及相位检测模块(11)用于提取两个信号输入端信号幅度差和相位差信息,并将所述幅度差和相位差信息发送至处理器及显示单元(12)。

【技术特征摘要】
1.一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,其特征在于,包括用于产生激励信号的频率合成信号源(2),所述频率合成信号源(2)的信号输出端连接至定向耦合器(5)信号输入端,所述定向耦合器(5)的信号输出端连接至待测器件(6),所述定向耦合器(5)的反射信号输出端连接至第一混频器(4)的第一信号输入端;还包括本机振荡器(7),所述本机振荡器(7)的信号输出端连接至所述第一混频器(4)的第二信号输入端,所述第一混频器(4)的信号输出端通过第一低通滤波器(13)连接至中频幅度及相位检测模块(11)的第一信号输入端;所述频率合成信号源(2)和本机振荡器(7)的输出端还通过倍频混频单元连接至中频幅度及相位检测模块(11)的第二信号输入端,所述中频幅度及相位检测模块(11)用于提取两个信号输入端信号幅度差和相位差信息,并将所述幅度差和相位差信息发送至处理器及显示单元(12)。2.如权利要求1所述的一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,其特征在于,所述倍频混频单元包括分别于所述频率合成信号源(2)和本机振荡器(7)输出端相连接的第一倍频器(3)和第二倍频器(8),所述第一倍频器(3)和第二倍频器(8)的信号输出端分别连接至第二混频器(9)的第一信号输入端和第二信号输入端,所述混频器(9)的信号输出端通过低通滤波器(10)连接至所述中频幅度及相位检测模块(11)的第二信号输入端。3.如权利要求1或2所述的一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,其特征在于,所述第一倍频器(3)的信号输出端的输出信号的频率为2f,其中,f为所述频率合成信号源(2)的输出信号的频率;所述第二倍频器(8)的信号输出端的输出信号的频率为2fLO,其中,fLO为所述本机振荡器(7)的输出信号的频率。4.如权利要求3所述的一种高隔离度单端口矢量网络分析仪,其特征在于,fLO=f+Δf,...

【专利技术属性】
技术研发人员:马延军
申请(专利权)人:西安科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1