電壓駐波比(VSWR)是參考標準50歐姆電阻阻抗測量任何RF元件,子組件,儀器的阻抗匹配。它通常表示測量的阻抗與50歐姆的比率。例如,如果天線在特定頻率下測量的VSWR為2:1,則這可能表示天線阻抗為100或25歐姆(阻抗偏離50歐姆兩倍或一半)。本文討論如何使用Rigol DSA815進行此測量。例如,天線在諧振時可以測量為1.3:1。這通常表示為VSWR為“1.3”。
為了使用Rigol DSA815進行這些測量,它必須具有跟蹤發(fā)生器選項。如果您沒有此選項,則可以使用跟蹤生成器功能測量回波損耗(RL)。我將解釋如何使用這兩種方法。
回損方法
當不包括VSWR選項時,此方法是一種替代方法。所需要的只是測量回波損耗(以dB為單位)并使用它來計算使用公式1的VSWR。
因為回波損耗將以dB為單位顯示在分析儀上,使用Mini-Circuits(PDF)提供的回波損耗與VSWR的關系圖更容易。
VSWR小于1.5:1被認為是一種相當好的阻抗匹配。這相當于約14 dB的回波損耗。例如,2:1的VSWR(某些應用程序過多的不匹配)等于9.54 dB的回波損耗。
圖1 - 回波損耗的測量設置。
您需要一個小型電路ZF-DC-5 20 dB耦合器或同等產品。將CPL端口與DSA815 RF輸入之間的短同軸電纜和OUT端口連接到跟蹤發(fā)生器Gen輸出端口。要測量的設備將連接到耦合器的IN端口,但要等到標準化程序后連接它。
根據(jù)需要設置頻率限制。將分辨率帶寬調整到大約30 kHz左右,以獲得更好的動態(tài)范圍。按主面板上的TG,然后按軟鍵中的TG On,Normalize,Stor Ref和Normalize On。這將在零dB參考時在屏幕頂部顯示標準化(直線)線。如果您想將此行向下移動,請使用Norm Ref Lvl和調整旋鈕根據(jù)需要進行設置。
接下來,將要測量其端口的設備(天線等)連接到IN端口耦合器直接在屏幕上以dB為單位讀出回波損耗。
在圖1的例子中,我使用一個小方形的鋁箔作為被測量的單極天線的平衡器。我將伸縮天線延伸到27英寸的全高度。通過使用標記,您可以測量共振頻率和回波損耗。請注意,經(jīng)典的“回波損耗”是一個正數(shù),但在分析儀上表示為負數(shù)。為了這個測量的目的,只需忽略“減號”。還要注意,108和130 MHz的初級(雙)諧振,以及338,561,780和1,000 MHz的奇次諧振。通過將標記移動到130 MHz,我們可以讀取18.07 dB的回波損耗。從Mini-Circuits圖表中,我們看到這相當于1.29:1的VSWR。
圖2 - 屏幕截圖顯示諧振天線的回波損耗。注意奇數(shù)階(x3,x5,x7,x9)頻率的附加共振。
VSWR方法
VSWR方法需要激活VSWR選項。這可以隨時添加,因為它僅僅是用戶激活的軟件許可證。還有一個可選的VSWR耦合器可直接連接到Gen輸出和RF輸入端口。
圖3 - 使用的測量設置VSWR選項與回波損耗測量實際上相同。只是分析儀將直接讀出VSWR。
要使用VSWR測量選項,請根據(jù)需要設置頻率限制,然后將分辨率帶寬設置為30 kHz左右,以獲得更好的動態(tài)范圍。確保要測量的設備與IN耦合器端口斷開連接。按主鍵盤上的Meas按鈕,然后按VSWR On(軟鍵)。然后按主鍵盤上的Meas Setup和Cal Open。連接要測量的設備并按VSWR(軟鍵)。
將顯示三條跡線。底部的黃色跡線是XXX,紫色跡線是參考跡線,綠色跡線是回波損耗。這是用于計算反射系數(shù)和VSWR的反射系數(shù)和VSWR,它將顯示在屏幕的下半部分。很多時候,我會使用Ref Lvl來調整屏幕下方的兩條下部跡線,因此只顯示綠色回波損耗跡線。通過在每個諧振點放置標記,該表將顯示多達四個VSWR測量值。例如,您可以在諧振時設置一個標記,在VSWR為1.5:1時設置頻率上限和下限,以確定天線的可用帶寬。
圖4 - VSWR測量的屏幕截圖,顯示了幾個帶有回波損耗表和相關VSWR計算的標記。
摘要
Rigol DSA815TG具有驚人的價值,內置(可選)跟蹤發(fā)生器,可以進行多項額外測量,正如我在過去的文章中所描述的那樣(參見參考文獻)。雖然帶有跟蹤發(fā)生器的基本模型可用于計算VSWR,但購買VSWR選項可以更直接地讀取VSWR,從而使測量變得更加容易。
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