本實用新型涉及測試儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

背景技術(shù)：

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已成為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)備的測試測量領(lǐng)域。在射頻微波器件的測試測量中被譽為“儀器之王”?，F(xiàn)代化的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以對被測器件或者網(wǎng)絡(luò)的幅頻、相頻和端口阻抗等各方面的性能進(jìn)行全面的實時測量，并且它還可以通過內(nèi)部的處理器進(jìn)行傅立葉反變換，對被測的器件或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時域分析。主要用于被測網(wǎng)絡(luò)散射參量雙向S參數(shù)的幅頻、相頻及群時延等特性信息的測量，廣泛應(yīng)用于以相控陣?yán)走_(dá)為代表的新一代軍用電子裝備研制、生產(chǎn)、維修和計量等領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于精確制導(dǎo)、隱身及反隱身、航空航天、衛(wèi)星通信、雷達(dá)偵測和監(jiān)視、教學(xué)實驗以及天線與RCS測試、元器件測試、材料測試等諸多領(lǐng)域。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀利用合成頻率源來提供能在某一個頻率范圍內(nèi)掃描的已知測試激勵源功率電平，通過多個接收機進(jìn)行比值測量，它同時包括了幅度和相位的比值測量，它會對被測器件或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的測量，包括它們的幅頻特性、相頻特性和阻抗特性。為了實現(xiàn)可以對幅頻、相頻等性能進(jìn)行測試的要求，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀包括有一個或者多個頻率合成源、射頻通道電路、中頻數(shù)字處理電路、微處理控制器以及最終顯示測量結(jié)果的顯示電路。

現(xiàn)有的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀體積大，測試站搭建成本高，不方便測試站使用。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種小型化、易安裝、低成本的單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種小型化、易安裝、低成本的單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

本實用新型的單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，包括

-信號產(chǎn)生單元，包括相連接的溫度補償晶體振蕩器、時鐘生成器、電壓控制晶體振蕩器和與電壓控制晶體振蕩器連接的第一鎖相環(huán)、第二鎖相環(huán)，所述溫度補償晶體振蕩器產(chǎn)生振蕩信號給所述時鐘生成器，所述時鐘生成器產(chǎn)生控制電壓給所述電壓控制晶體振蕩器，所述電壓控制晶體振蕩器產(chǎn)生參考射頻信號送給所述第一鎖相環(huán)和第二鎖相環(huán)；

-信號分離單元，包括寬帶耦合器和功率分配器，所述寬帶耦合器將所述第一鎖相環(huán)輸出的射頻信號送入測試端口測試，并將入射波與反射波分別耦合，所述功率分配器與所述第二鎖相環(huán)連接；

-接收單元，包括第一混頻器和第二混頻器，所述第一混頻器接收耦合后的入射波信號和所述功率分配器輸出的其中一路信號，所述第二混頻器接收耦合后的反射波信號和所述功率分配器輸出的另一路信號；

-處理單元，包括相連接的濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理芯片，所述濾波器與所述第一混頻器和第二混頻器連接，所述數(shù)字信號處理芯片通過計算機控制接口連接計算機；

其中，所述時鐘生成器、第一鎖相環(huán)和第二鎖相環(huán)均通過所述計算機控制接口連接計算機。

進(jìn)一步的，所述寬帶耦合器和功率分配器通過微帶電路實現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述第二鎖相環(huán)與所述功率分配器之間還連接有放大器。

進(jìn)一步的，所述放大器為二級放大器。

進(jìn)一步的，所述時鐘生成器為帶整數(shù)分頻鎖相環(huán)的時鐘生成器。

進(jìn)一步的，所述單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置在一個電路板上，并在電路板上設(shè)有N型射頻接口、USB接口和電源接口。

借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點：

1、通過將溫度補償晶體振蕩器、時鐘生成器和電壓控制晶體振蕩器相連，可以產(chǎn)生頻譜純凈的參考射頻信號，且參考射頻信號的頻率可調(diào)；

2、用微帶電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的寬帶耦合器與功率分配器，大大減小模塊尺寸；

3、簡化矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀部分功能，使其尺寸相應(yīng)減小，降低測試站搭建成本，易安裝，方便測試站使用。

上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

參見圖1，本實用新型一較佳實施例所述的一種單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，包括信號產(chǎn)生單元、信號分離單元、接收單元和處理單元。其中，信號產(chǎn)生單元包括相連接的溫度補償晶體振蕩器、時鐘生成器、電壓控制晶體振蕩器和與電壓控制晶體振蕩器連接的第一鎖相環(huán)、第二鎖相環(huán)，時鐘生成器為帶整數(shù)分頻鎖相環(huán)的時鐘生成器，溫度補償晶體振蕩器產(chǎn)生振蕩信號給時鐘生成器，時鐘生成器產(chǎn)生控制電壓給電壓控制晶體振蕩器，電壓控制晶體振蕩器產(chǎn)生參考射頻信號送給第一鎖相環(huán)和第二鎖相環(huán)；信號分離單元，包括寬帶耦合器和功率分配器，寬帶耦合器將第一鎖相環(huán)輸出的射頻信號送入測試端口測試，并將入射波與反射波分別耦合，功率分配器與第二鎖相環(huán)通過放大器連接，該放大器為二級放大器；接收單元包括第一混頻器和第二混頻器，第一混頻器接收耦合后的入射波信號和功率分配器輸出的其中一路信號，第二混頻器接收耦合后的反射波信號和功率分配器輸出的另一路信號；處理單元包括相連接的濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理芯片，濾波器與第一混頻器和第二混頻器連接，數(shù)字信號處理芯片通過計算機控制接口連接計算機；且時鐘生成器、第一鎖相環(huán)和第二鎖相環(huán)均通過算機控制接口連接計算機。

本實用新型中，寬帶耦合器和功率分配器的頻率為0.5～6GHz，通過微帶電路實現(xiàn)。

為進(jìn)一步使矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀小型化，本實用新型將單端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置在一個電路板上，并在電路板上設(shè)有N型射頻接口、USB接口和電源接口。

本實用新型的工作原理如下：

溫度補償晶體振蕩器產(chǎn)生10MHz的振蕩信號送給時鐘生成器，時鐘生成器產(chǎn)生控制電壓給電壓控制晶體振蕩器，電壓控制晶體振蕩器產(chǎn)生頻譜純凈的參考射頻信號送給鎖相環(huán)，這樣做的優(yōu)點有兩點：

1、參考射頻的頻率可調(diào)，直接由溫度補償晶體振蕩器產(chǎn)生的參考信號頻率是固定的，而時鐘生成器具有整數(shù)鎖相環(huán)的功能，可以通過二位控制信號D0，D1來控制參考射頻的輸出頻率；

2、直接由溫度補償晶體振蕩器產(chǎn)生的參考信號的頻譜并不純凈，會影響后面鎖相環(huán)的輸出的射頻的頻譜，通過時鐘生成器之后，參考射頻輸出頻譜會有比較大的改善。

之后，從電壓控制晶體振蕩器輸出的射頻參考信號分為二路，一路給第一鎖相環(huán)，作為測試用，另一路給第二鎖相環(huán)，作為本振(LO)。

第一鎖相環(huán)的輸出為25MHz～6GHz的射頻信號，信號頻率的掃描可以通過計算機控制實現(xiàn)。第一鎖相環(huán)的輸出經(jīng)過寬帶耦合器進(jìn)入測試端口。其中，入射波和反射波均通過寬帶耦合器被部分的耦合出來作為第一混頻器和第二混頻器的一個輸入端。

從電壓控制晶體振蕩器出來的信號的另一路作為第二鎖相環(huán)的參考信號，第二鎖相環(huán)的輸出也為25MHz～6GHz。第二鎖相環(huán)的輸出經(jīng)過二級功率放大后，再經(jīng)過功率分配器進(jìn)入第一混頻器和第二混頻器的另一個輸入端。

第一混頻器與第二混頻器的中頻輸出經(jīng)過低通濾波器濾除不需要的高頻信號，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字信號處理芯片的處理，得到被測器件的S11(S11是S參數(shù)中的一個，表示回波損耗特性)參數(shù)的幅度和相位的信息。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本實用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。