脈沖S參數(shù)測量中的跟蹤技術(shù)的改進(08-100)

　　Agilent PNA-X矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)可在內(nèi)部復雜信號路由(b)的幫助下，使用寬帶和窄帶測量模式(b)進行脈沖 S參數(shù)測量。

　　PNA-X微波矢量網(wǎng)絡分析儀可在寬帶和窄帶兩種模式下進行脈沖測量，這兩種模式各有其先進和有所折衷之處。Agilent PNA-X這一系列的現(xiàn)代化矢量網(wǎng)絡分析儀都具備這兩種檢波模式，因此儀表使用人員在測試測器件特性的時候可以非常靈活地定制測量計劃。

　　寬帶檢波方法適用于脈沖頻譜的絕大部分都能落在矢量網(wǎng)絡分析儀接收機中頻帶寬之內(nèi)的情況。寬帶檢波技術(shù)既可以用模擬電路技術(shù)實現(xiàn)也可以用數(shù)字信號處理技術(shù)實現(xiàn)。使用寬帶檢波技術(shù)，網(wǎng)絡分析儀的接收機檢波器與脈沖流保持同步，只有在脈沖出現(xiàn)的時候(脈沖處于“ ON”的狀態(tài))才會進行數(shù)據(jù)采集。因為這種方法用一個同步到 PRF的脈沖觸發(fā)信號來對矢量網(wǎng)絡分析儀進行觸發(fā)，所以通常稱這種模式為同步采集模式(圖 3)。這種模式的時間分辨率是接收機檢波帶寬(即中頻帶寬 IFBW)的函數(shù)，確定適當?shù)臅r間分辨率的一個好的參考標準是用接收機中頻帶寬的倒數(shù)，即 1/IFBW作為時間分辨率的值。

　　圖 3

　　對于 VNA中的寬帶檢波，檢波器會與被測脈沖流進行同步，只在脈沖處于“通”狀態(tài)時獲取數(shù)據(jù)。由于 VNA中的脈沖觸發(fā)與 PRF同步，這種測量方法通常稱為同步采集模式。

　　寬帶測試模式的優(yōu)點是在測試占空比較大的脈沖信號(具有相對穩(wěn)定的信噪比與占空比的關(guān)系)時動態(tài)范圍幾乎沒有損失。缺點是能夠測量的最小脈沖寬度受到了限制。當信號的脈沖寬度變得越來越窄時，信號頻譜能量會分布在一個更寬的帶寬內(nèi)。當有足夠多的脈沖能量落在了接收機的中頻帶寬以外時，接收機就不能夠?qū)γ}沖進行適當?shù)臋z測。從時域的觀點來看，當脈沖的寬度小于接收機的上升時間時，接收機便不能對該脈沖進行檢測。要測量更窄的脈沖，(如果繼續(xù)使用寬帶模式進行測試)就必須使用更寬的檢波帶寬。隨著接收機帶寬的增加，就會有更多的噪聲進入接收機，因此降低了測量的動態(tài)范圍。

　　PNA-X微波矢量網(wǎng)絡分析儀寬帶測試模式的檢波(即 IFBW)帶寬可達 5 MHz，時間分辨率大約為 250 ns(可精確測量的最小脈沖寬度)。在寬帶模式下配置 PNA-X非常簡單。脈沖發(fā)生器不僅可以配置為觸發(fā)內(nèi)部信號源調(diào)制器，而且還可以配置為從內(nèi)部對測量進行觸發(fā)，因此數(shù)據(jù)采集與輸入的射頻脈沖(無需外部觸發(fā)電纜)是同步的。在這種情況下，可以把 PNA-X配置成在一個顯示界面上同時對脈沖內(nèi)的定點( Point-in?Pulse)、脈沖包絡(Pulse Profile)和脈沖到脈沖之間的關(guān)系(Pulse-to-Pulse)進行測量的工作方式。

　　在窄帶檢波模式下，脈沖寬度通常遠遠小于對一個離散數(shù)據(jù)點進行數(shù)字化處理和數(shù)據(jù)采集所需要的最短時間(圖 4)。使用窄帶測試技術(shù)，脈沖頻譜中除了代表 RF載波頻率的中心頻率成分之外，所有其它的頻譜分量都被濾波處理掉了。濾波之后，脈沖射頻信號變成了正弦(即連續(xù)波)信號。當矢量網(wǎng)絡分析儀工作在窄帶脈沖測量模式的時候，各個數(shù)據(jù)采樣點不與輸入脈沖同步，因此不需要同步測量觸發(fā)信號，所以窄帶檢波技術(shù)也稱為異步采集模式。一般情況下，在窄帶測試模式應用中，因為被測脈沖信號的 PRF比接收機的中頻帶寬更高，所以這種方法又稱“高 PRF”模式。