隨著Agilent PNA-X/PNA系列網絡儀的推出，傳統網絡儀的測試功能甚至很多測試應用的方法正在發生變化，所以PNA-X網絡儀是網絡分析儀測試技術發展的里程碑式的產品，PNA-X網絡儀的主要技術突破主要包含以下幾個方面：
PNA-X網絡儀技術突破 | 具體說明 | 應用價值 |
支持完整的被測件類型 | 支持對天線，放大器，衰減器，混頻器，脈沖器件等類型器件的測試 | 作為射頻微波器件的測試平臺，滿足研發和生產測試應用要求。 |
完整的測試功能 | 提供完整的測試參數，包含：傳輸反射線性S參數，點頻和掃頻狀態下的功率壓縮點，交調抑制參數和噪聲參數測試。 | 能實現器件的單次連接完整參數測試，提高測試效率和精度。 |
激勵信號的相位掃描 | 激勵信號能進行頻率，功率和相位掃描測試，研究器件在激勵信號參數變化情況下工作性能。 | 相位控制電子系統的性能參數測試，例如：相控陣天線系統或智能天線系統。 |
非線性測試和建模能力 | 能提供被測件非線性諧波或交調成份的幅度和相位信息，完成器件非線性參數的測試和建模。 | 改變功率放大器的設計流程，大大提高仿真設計的準確度。 |
在Agilent PNA-X網絡儀的測試功能中，引入了測試類(Measurement Class)的概念，在應用中，根據被測件的類型和測試參數不同來進行選擇。例如：測試器件的類型可以分為非變頻器件和變頻器件，測試參數可以設定為線性S參數，非線性參數（包含功率壓縮參數和交調抑制參數）和噪聲系數參數。
圖7 Agilent PNA-X的測試功能
圖8為PNA-X網絡儀典型測試顯示結果，利用多個測試通道(Channel)來定義多參數測試，包含通道1的駐波，增益測試，通道2的交調測試（支持點頻和掃頻），通道3的功率壓縮點測試（支持點頻和掃頻測試），通道4的噪聲系數測試和通道6的脈沖時域測試。測試中不需要改變被測件連接，只需要切換測試通道就能完成所有參數測試，這對于應用的價值，這不是簡單減少了連接的次數和測試時間，由于射頻微波器件的很多指標是互相關聯影響，需要在設計中進行折衷優化設計，例如端口匹配要綜合考慮噪聲系數和增益性能，在調試狀態下同時觀察駐波和噪聲系數能大大提高器件產品的調試速度。而且所有這些參數的測試都是基于網絡儀的校準狀態下進行，能大大提高測試的精度。
圖8 Agilent PNA-X網絡儀完成單次連接多參數測試
PNA-X為射頻微波器件應用技術發展的重要貢獻還包含非線性X參數的測試和建模，基于PNA-X構建的非線性網絡儀系統NVNA（Nonlinear Vector Network analyzer）能測試非線性器件諧波和交調成份的幅度和相位，提供完整的時域和頻域測試結果，基于X參數測試和模型的建立大大提高了功率放大管非線性模型的準確度，使仿真設計功率放大器的結果更加準確和具備實用價值。現在微波電路元器件廠家已經開始提供X參數模型，并成功完成了100W級功率放大管的建模測試，仿真結果和實測結果完全匹配。
很多應用需要寬帶信號源和寬帶分析儀，典型的應用包含寬帶雷達，捷變頻電臺，電子對抗，寬帶無線通信，數字預失真功率放大器算法驗證等。針對這些應用，現在能提供寬帶的矢量信號源和寬帶矢量信號分析儀解決方案。單臺儀表能實現44GHz頻率范圍內2GHz信號帶寬的信號建立和分析能力，還可以通過擴頻裝置將頻率范圍擴展到更高頻段。典型的儀表型號配置如表2所示。
2.2.3 寬帶測試儀表
圖9非線性網絡儀測試結果
表2 寬帶信號源和分析儀表
寬帶測試儀表 | 基本技術性能 |
M8190A寬帶任意發生器 | 內置高速DAC電路，最高采樣率12GHz， 位數12Bit。直接輸出信號帶寬：5GHz。 |
E8267D微波矢量源 | 支持2GHz寬帶IQ調制器。輸出信號頻率范圍：44GHz,調制帶寬：2GHz. |
N9030A微波信號分析儀 | 內置ADC支持160MHz分析帶寬，利用寬帶下變頻輸出功能，信號分析帶寬可達到800MHz。 |
DSOX 96204Q寬帶示波器 | 信號采樣率達到160G，信號分析帶寬為63GHz。 |
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圖10 Agilent寬帶測試應用解決方案
圖10所示為Agilent寬帶矢量源和矢量信號分析的配置方案。信號源包含M8190A寬帶任意波發生器和E8267D微波矢量信號源。基于高性能寬帶DAC技術，M8190A能合成帶寬和頻率范圍為5GHz的任意波信號，對于毫米波頻段的覆蓋，M8190A輸出的基帶信號可以通過E8267D的矢量IQ調制將輸出頻率擴展到44GHz，調制帶寬不超過2GHz。對于分析儀，N9030A內置400MHz 采樣率ADC電路，分析帶寬為160MHz,對于更寬的分析帶寬要求，N9030A可以提供實時的寬帶下變頻處理功能，變頻的帶寬為800MHz,然后利用示波器來對該中頻信號進行分析。對于超過800MHz的分析帶寬要求，可以采用高速示波器直接采集分析，Agilent Q系列實時示波器采用基于磷化銦技術的160G采樣率的ADC，最大分析帶寬能達到63GHz。
圖11為寬帶測試儀表的具體應用實例，包含帶寬為2GHz的寬帶線性調頻信號和帶寬為4GHz的噪聲功率比（NPR）信號。
圖11 寬帶信號建立和分析驗證舉例
2.2.4 多通道測試儀表
對于復雜的射頻微波組合電路和相控陣天線等設備，這些設備的通道數量很多，需要匹配的多通道測試儀表，首先對于器件參數測試的多端口儀表，網絡儀可以通過多端口擴展裝置將測試端口擴展到12個或更多，同時網絡儀的多參數顯示和多端口德爾高效校準方法也至關重要。Agilent ENA-C和PNA等系列網絡儀能支持多端口擴展測試要求。圖12為PNA-L網絡儀擴展為12端口的矢網測試系統。
圖12 Agilent多端口網絡儀
對于多通道的信號源系統和分析儀系統，模塊化的儀表結構非常適合這樣的測試要求，可以根據實際要求來靈活配置，圖13為Agilent基于PXI總線結構的4通道矢量分析儀，能滿足26.5GHz范圍內帶寬1.5GHz的測試要求。激勵源由M9330A任意波發生器和其它配置方案實現。
圖13 Agilent模塊化多通道接收機系統
總結
先進射頻微波測試能為技術開發提供新的技術途徑，大大提高應用技術開發的效率和質量，測試儀表能在產品的概念規劃，仿真設計和實物驗證等階段發揮重要作用，是核心技術突破的重要技術資源。
參考文獻
[1]李建宇. 射頻微波測試技術白皮書[G/DK].北京：安捷倫科技（中國）有限公司.[2012]
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