用网络分析仪测试电缆实例

在使用网络分析仪测量电缆损耗的过程中,不正确的测试方法将使被测电缆的测量精度降低。针对各类型网络分析仪:通过补偿网络分析仪的时间证迟,结合具体实例,得出了补偿时间延迟之后,测量结果不确定度的评定。方法表明，在网络分析仪测试电缆的常规方法基础上，可以更加准确地进行电缆损耗的测量，具有广阔的应用前景。

必要性和难点

由于被测线缆不是50Ω标准同轴线缆，可能是高速数据线、差分线等。

用网络分析仪测试时，测试端口是标准50Ω同轴线缆，因此在连接被测电缆时要求使用转接头或夹具，而这些接头和夹具的S参数未知，需要去除其影响，才能获得被测线缆的实际参数。

目前常用的方法是去嵌入或夹具移除法，这些方法要求精确设计的夹具和微带校准件，校准后移除夹具的S参数。其难点在于夹具及其校准件的制作，通常校准件的参数是理论设计值，跟实际值有一定差距，并且校准和得到的夹具自身S参数，可能造成实测数据曲线的波动，甚至错误。

本方法采用通用校准方法，通过时域选通功能，定位到被测电缆，实测数据自动排除接头和夹具的影响。

测试原理

时域分析是矢量网络分析仪的一个功能选项，时域分析中被测量是时间的函数。对于均匀介质中的传输，时间轴等效于距离轴。理论上，任意被测量例如阻抗Z、导纳Y 或S 参数都可以用脉冲响应或阶跃响应在时域来表征。

矢量网络分析仪通过频域分析参数的数据结果，通过FFT反变换及滤波和加窗，得到时域测试参数，横轴为时间轴，分析脉冲响应或阶跃响应。对于均匀介质中的传输，时间轴等效于距离轴。

快速傅里叶(FFT)正反变换是矢量网络分析仪实现时域分析的基础。用矢量网络分析仪时域分析时，需要根据被测件电长度L界定模糊距离，从而定义频率间隔Δf;需要根据需求定义电长度分辨率(时间间隔分辨率)，从而定义频率宽度SPAN。

Z大无模糊距离

时间(长度)分辨率

注意，单端(S11)测试距离和时间，信号往返，是双端单向传输(S21)的2倍。如果被测线缆的电长度小于Z大无模糊距离的2倍时，连接线缆单端(S11)测试的末端要连接匹配负载，否则末端开路或短路会在测试范围内产生模糊信号。

使用“时间门”选择脉冲响应中的特定部分而抑制其余部分。时间门在时域分析状态进行选取和配置。时间门选取的时间片段对应测试通道内的某一段位置，在时域分析模式选取时间门，对应电缆连接监控位置点，打开时间门后，切换到频域进行监测。

测试方法：

DUT为线缆，可以是10Ω~1kΩ内任意阻抗;

被测电缆焊接50Ω同轴接头，如SMA、N;

如果DUT为差分电缆，每个电缆对焊接两对50Ω同轴接头，每对接头外壳导体互联，并连接DUT屏蔽层。

测试之前校准。

测试窗口分两个Channel:

Ch1线缆插入损耗: S21测试，采用带通冲击响应，在一峰值处门控选通，至少包含一对时域副瓣;

Ch2线缆阻抗: Z11测试，采用低通阶跃响应，门控选通，包含DUT长度50%~80%。

测试验证：

DUT: 75Ω同轴，频率范围3GHz，长度914mm

S21插损初始测试结果：

S21时域门控设置：

S21插损，门控选通修正测试结果：

Z11阻抗测试结果：

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