脉冲S参数测量中的跟踪技术的改进(08-100)

AgilentPNA-X矢量网络分析仪(VNA)可在内部复杂信号路由(b)的帮助下，使用宽带和窄带测量模式(b)进行脉冲S参数测量。

　　PNA-X微波矢量网络分析仪可在宽带和窄带两种模式下进行脉冲测量，这两种模式各有其先进和有所折衷之处。AgilentPNA-X这一系列的现代化矢量网络分析仪都具备这两种检波模式，因此仪表使用人员在测试测器件特性的时候可以非常灵活地定制测量计划。

　　宽带检波方法适用于脉冲频谱的绝大部分都能落在矢量网络分析仪接收机中频带宽之内的情况。宽带检波技术既可以用模拟电路技术实现也可以用数字信号处理技术实现。使用宽带检波技术，网络分析仪的接收机检波器与脉冲流保持同步，只有在脉冲出现的时候(脉冲处于“ ON”的状态)才会进行数据采集。因为这种方法用一个同步到PRF的脉冲触发信号来对矢量网络分析仪进行触发，所以通常称这种模式为同步采集模式(图 3)。这种模式的时间分辨率是接收机检波带宽(即中频带宽 IFBW)的函数，确定适当的时间分辨率的一个好的参考标准是用接收机中频带宽的倒数，即 1/IFBW作为时间分辨率的值。

　　图 3

　　对于 VNA中的宽带检波，检波器会与被测脉冲流进行同步，只在脉冲处于“通”状态时获取数据。由于 VNA中的脉冲触发与PRF同步，这种测量方法通常称为同步采集模式。

　　宽带测试模式的优点是在测试占空比较大的脉冲信号(具有相对稳定的信噪比与占空比的关系)时动态范围几乎没有损失。缺点是能够测量的最小脉冲宽度受到了限制。当信号的脉冲宽度变得越来越窄时，信号频谱能量会分布在一个更宽的带宽内。当有足够多的脉冲能量落在了接收机的中频带宽以外时，接收机就不能够对脉冲进行适当的检测。从时域的观点来看，当脉冲的宽度小于接收机的上升时间时，接收机便不能对该脉冲进行检测。要测量更窄的脉冲，(如果继续使用宽带模式进行测试)就必须使用更宽的检波带宽。随着接收机带宽的增加，就会有更多的噪声进入接收机，因此降低了测量的动态范围。

　　PNA-X微波矢量网络分析仪宽带测试模式的检波(即 IFBW)带宽可达 5 MHz，时间分辨率大约为 250 ns(可精确测量的最小脉冲宽度)。在宽带模式下配置 PNA-X非常简单。脉冲发生器不仅可以配置为触发内部信号源调制器，而且还可以配置为从内部对测量进行触发，因此数据采集与输入的射频脉冲(无需外部触发电缆)是同步的。在这种情况下，可以把 PNA-X配置成在一个显示界面上同时对脉冲内的定点( Point-in?Pulse)、脉冲包络(Pulse Profile)和脉冲到脉冲之间的关系(Pulse-to-Pulse)进行测量的工作方式。

　　在窄带检波模式下，脉冲宽度通常远远小于对一个离散数据点进行数字化处理和数据采集所需要的最短时间(图 4)。使用窄带测试技术，脉冲频谱中除了代表 RF载波频率的中心频率成分之外，所有其它的频谱分量都被滤波处理掉了。滤波之后，脉冲射频信号变成了正弦(即连续波)信号。当矢量网络分析仪工作在窄带脉冲测量模式的时候，各个数据采样点不与输入脉冲同步，因此不需要同步测量触发信号，所以窄带检波技术也称为异步采集模式。一般情况下，在窄带测试模式应用中，因为被测脉冲信号的PRF比接收机的中频带宽更高，所以这种方法又称“高 PRF”模式。