【摘要】：網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種非常重要的射頻微波儀器被廣泛的應(yīng)用在射頻微波器件和設(shè)備的測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測(cè)量元件的幅度、相位和群時(shí)延,顯示在史密斯圖中端口阻抗,并且使用它的時(shí)域功能,顯示從測(cè)試端口到阻抗失配或電路故障處的距離。主要用于被測(cè)網(wǎng)絡(luò)散射參量雙向S參數(shù)的幅頻、相頻及群時(shí)延等特性信息的測(cè)量。網(wǎng)絡(luò)分析儀由激勵(lì)源、信道分離器件、用于檢測(cè)信號(hào)的接收機(jī)和用于觀察結(jié)果的顯示模塊、處理電路組成。隨著現(xiàn)在日益增多的無線應(yīng)用,對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的應(yīng)用環(huán)境的要求也越來越復(fù)雜。在基站電纜和天線系統(tǒng)、無線電和雷達(dá)電纜系統(tǒng)、廣播和無線電鏈路系統(tǒng)的安裝維護(hù)中,技術(shù)工程人員可以使用便攜式的單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀簡(jiǎn)單快捷的測(cè)試、評(píng)估和發(fā)現(xiàn)它們系統(tǒng)故障并解決和排除這些故障從而避免日后高昂的維修費(fèi)用。并且它可以在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境迅速對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、雙向無線電通信系統(tǒng)或者任何類型的通信系統(tǒng)進(jìn)行安裝和維護(hù)。單端口便攜式矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀具有體積小、重量輕、能適應(yīng)各種測(cè)試環(huán)境和氣候條件下工作的特點(diǎn)。本論文正是針對(duì)上述問題,在對(duì)單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)計(jì)原理以及工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,以25MHz至4GHz通信頻率范圍內(nèi)單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻通道電路為主要設(shè)計(jì)對(duì)象,利用Altium Designer完成了單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀射頻通道電路原理圖和PCB的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1.分析單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。從而了解網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻通道電路的主要組成電路。確定射頻通道部分電路的設(shè)計(jì)方案和作用。2.分析射頻定向耦合器的結(jié)構(gòu)和工作原理,完成25MHz至4GHz頻率范圍內(nèi)耦合度15dB,隔離度25dB,直通損耗小于1.5dB,端口電壓駐波比下于1.5的射頻定向耦合器電路設(shè)計(jì)并測(cè)試射頻定向耦合器的各項(xiàng)性能指標(biāo)。3.分析取樣器的機(jī)構(gòu)和工作原理,完成射頻工作頻率為25MHz至4GHz,本振輸入幅度+12dBm、頻率為24.8MHz至50MHz,中頻接收頻率為200kHz的取樣器電路設(shè)計(jì)并測(cè)試取樣器的轉(zhuǎn)換損耗、轉(zhuǎn)換損耗平坦度和諧波抑制度。4.設(shè)計(jì)射頻定向耦合器和取樣器的級(jí)聯(lián),從而得到需要的射頻參考信號(hào)和射頻反射信號(hào)的中頻信號(hào)。實(shí)現(xiàn)整個(gè)單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的射頻通道電路的設(shè)計(jì)并完成其電路印制板的制作。并對(duì)射頻通道電路進(jìn)行測(cè)試,測(cè)量射頻端口駐波和端口輸出信號(hào)電平幅度,最后測(cè)試射頻通道電路參考通道和反射通道的中頻輸出電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.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM935

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本文編號(hào)：2383040