网络分析仪-测量天线

使用20 GHz E5071C ENA网络分析仪

进行UWB 天线测量

应用指南

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借助20 GHz ENA的出色的性能和测量速度，可将测试成本降至最低

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快速利用您当前的ENA 程序

通过ENA 的选通特性，获得一致的回波损耗测量结果

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简介

超宽带 (UWB) 是一项快速发展的技术，它用于传输大带宽 (>500 MHz) 范围内的信息，以便进行短距离、宽带宽通信。通过使用近期由管理机构批准的极低的发射电平，UWB 技术作为个人局域网 (PAN) 连通性 (例如无线 USB) 所使用的核心技术正在引起人们的关注。

近来，用于PAN 应用的商用器件正逐渐应用到小于10.6 GHz 的频率范围。对于商用天线 (例如 WLAN) 或那些在蜂窝系统中使用的天线来说，矢量网络分析仪 (VNA)的射频型号 (例如E5071C ENA (4.5 GHz/8.5 GHz) 和E5061/62A ENA-L (1.5 GHz/3 GHz) 网络分析仪) 已广泛应用于设计流程和生产线上，以测量回波损耗或VSWR 。然而，由于UWB 系统使用更宽的频率范围，UWB 天线测量需要在生产线上使用更高频率的VNA 。

本文讨论了使用20 GHz ENA网络分析仪进行UWB 天线测量的优势，并给出了使用ENA 选通功能的测量实例。

20 GHz ENA可最大程度地降低测试成本

在2008年8月，安捷伦推出了一款频率高达20 GHz 的ENA 。秉承该系列产品的优良传统，20 GHz ENA在同类产品中具有出色的性能和测量速度，可最大程度地降低测试成本。例如，ENA 在所有频率范围内的迹线噪声仅为传统VNA (例如8719或8720 (10 MHz 至20 GHz ，51 pts ，IFBW 1 kHz) 的十分之一，而测量速度却是传统VNA 的十倍。

这里给出了一个UWB 被测天线 (AUT) 的测量实例。图1显示的是测量设置。AUT 是一个特定的平板偶极天频率范围为3 GHz 到10.6 GHz 。线，具有10 dB 回波损耗，

快速利用您当前的ENA 程序

20 GHz ENA提供与当前ENA (4.5 GHz/8.5 GHz 选件) 一样的用户界面和编程命令，有效地保护您的软件投资。现有的测量应用软件程序可以很轻松地得以利用。例如，如果生产线上已经安装了ENA ，您可以将20 GHz ENA简单地“合并”到现有的生产环境中。而且，E5071C ENA网络分析仪的所有选件均具有升级功能。例如，8.5 GHz E5071C 可以升级为20 GHz 的选件1。这使您在生产线上的VNA 投资计划变得更加灵活。

AUT: 平板偶极天线

图1. 天线测量设置

160 mm 同轴电缆

通过ENA 的选通特性, 获得一致的回波损耗测量结果

我们总是希望生产线上的测量结果是一致的。因为天线对测试系统周围的环境非常敏感，因此获得一致的和可重复的回波损耗测量结果非常困难。

ENA 具有一个选通特性，可以通过软件仿真消除测量结果中的干扰响应。(要求时域选件 010。) 这个特性能够降低测量环境中的干扰，使您获得一致的和可重复的测量结果，从而可以在生产线上实现高产出和较小的防护频带。

1. 有关升级ENA 的更多信息，请访问: www.agilent.com/find/ena_upgrades

一致的回波损耗测量的步骤

以下步骤将指导您进行测量设置和分析。

第3步: 设置选通参数

选通特性是一种误差校正的形式，可消除测量数据的干扰响应。定义时域迹线上的带通选通，限制AUT 的“近场”响应测量结果，并移除干扰响应 (例如AUT 周围建筑的反射信号) 。在本例中，选通的中心设置为1.7 ns ，扫宽这意味着测量结果只包括AUT 在150 mm 以设置为1 ns 。

内的响应信号。要设置该功能，请选择:[Analysis] > Gating: On

第1步: 设置测量条件，执行校准和测量S11

设置测量条件，在端口1上执行全1端口校准，然后将被测天线 (AUT) 连接到端口1上。在本例中，频率范围设置为3 GHz 至12 GHz 。

第2步: 设置时域转换

时域特性将频域测量数据转换为时域数据。在本例中，“低通脉冲”转换用于查看时域响应。为了执行正确的时域转换，需要执行Set Freq Low Pass功能来改变实际测量的低频率。要设置该功能，请选择:- [Analysis] > Transform: On

- [Analysis] > Transform > Type: Lowpass Imp- [Analysis] > Transform: Set Freq Low Pass

图2显示的是时域转换的测量结果。可以观察到1.7 ns 点周围有一个巨大的反射，这是AUT 的反射。

[Analysis] > Gating > Type: Bandpass[Analysis] > Gating > Center: 1.7 nsec[Analysis] > Gating > Span: 1 nsec

图3显示的是选通打开时的时域测量结果。您可以看到，干扰响应已被移除。

带通选通范围0秒

AUT 的反射0秒

图3. 选通打开时的时域测量结果

图2. 时域测量结果

第4步: 返回频域测量

现在，关闭时域模式，您将返回频域测量。选通设置仍保持在频域测量。在本例中，添加了另一条迹线，以便查看选通的影响。要添加另一条迹线，请选择:[Analysis] > Transform: Off[Display] > Num of Trace: 2

注意，通过执行时域分析模式中的Set Freq Low Pass功能，最低频率从3 GHz 变为59 MHz 。由于改变了最低频率，需要重新执行校准，以获得精确的测量结果。

图4显示了带选通 (蓝色迹线1) 和不带选通 (红色迹迹线2上的波动是由AUT 周线2) 的频率测量结果的比较。

围建筑的反射信号导致的，而迹线1上的波动已被选通特性移除。

由于AUT 周围环境的改变 (例如操作人员的手) 而导致的迹线2上的波动可以很容易地改变迹线形状。但是，迹线1保持了稳定的测量结果。因此可得到一致的和可重复的测量结果。

另外，通过移除波动，可获得2 ~ 3 dB 的峰值容限。这是选通功能的另一优势，测量结果包括较小的防护频带。

总结

本文讨论了使用E5071C ENA进行UWB 天线测量的优势，并给出了E5071C ENA使用选通特性进行测量的实例。

UWB 是一项正在发展的技术，适用于各种商用器件。E5071C ENA网络分析仪在生产线上提供一致的和可重复的测量结果，为UWB 天线测量提供了一个经济高效而又可靠的解决方案。

参考信息

ENA 产品概览:

www.agilent.com/find/ena

ENA 升级:

www.agilent.com/find/ena_upgradesENA 在线帮助:

www.agilent.com/find/enahelp产品手册:

Agilent E5071C ENA Network Analyzer - 5989-5478EN

图4. 带选通/不带选通的频域

应用指南:

Agilent Time Domain Analysis Using a Network Analyzer

- 5989-5723EN

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