所有教程由网友发布,仅供参考,请谨慎采纳。科创不对教程的科学性、准确性、可靠性负责。
KC901Q测量反射参数S11教程
kcma2020/07/18原创 科创仪表 IP:四川

KC901Q是一款没有内置方向器件的射频多用表。不集成电桥/定耦是经审慎权衡后作出的决定。

采用外置电桥/定耦是一个比较好的办法,人们只需根据自己用到的频段,选择一款便宜的工业产品就行了,操作也十分简单。

考虑到KC901系列的其它型号可以直接支持到几kHz的低频,因此本文主要考虑高频使用,那么定向耦合器是最佳选择。常见的型号如是德科技的87300B(参考 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/85896  ),KRYTAR公司的104020010等,也包括任何适当的国产型号。它们十分便宜,以至于仪表局都不太提得起生产它们的兴趣。

在选择定耦时,并不需要纠结其下限频率。对于常见的宽带定耦(带宽是其上限频率的30%以上者),在远低于其下限频率时,只是耦合度降低,而定向性依然良好。KC901Q在较低频率具有良好的动态范围,耦合度降低对反射测量毫无影响。当然,过短的耦合线会对反射的相位敏感,但影响可以被校准模型一定程度消除。下面的例子说明,对于一个标称下限频率26.5GHz的宽带定耦,用到几十MHz也是勉强可以的。

在预算不敏感的情况下,推荐选用Marki microwave的CBR17-0026高定向电桥,国内售价快要赶上KC901Q了。

下图是本教程选用的定耦,标称频率范围是26.5-40GHz

image.png

由于该定耦采用2.4mm连接器,与SMA不兼容,因此先用转接器转为2.92标准。

image.png

KC901Q的输出端口(端口1)经过一支10dB的衰减器,与定耦连接。注意定耦通常标注正向耦合方向,因此要反过来使用,其OUT端作为输入。采用衰减器的目地是尽可能地吸收被测器件的反射波,改善端口匹配。

image.png

装好以后如下图所示。使用半钢线将定耦的耦合端与KC901的输入端口(端口2)连接。如果需要用到10GHz以上频率,半钢线是最廉价且效果好的解决方案(比稳相电缆还好),否则晃动一下相位就会漂移,会让操作体验变得很差。

image.png

接好以后,可以用S21功能观察一下耦合度,在末端悬空和接负载时各测一条曲线,接负载时曲线下降得越多越好。

本文所用的定耦,耦合度是-10dB,由于串联了一个10dB的衰减器,所以下图中蓝色曲线(末端悬空时)在-20dB附近徘徊。黄色曲线是接负载时耦合到的信号,可见在大多数频率,都具有优于20dB的方向性。26GHz以上方向性变差,更可能是KC901Q在该频段动态范围降低导致的(毕竟人家是40GHz的耦合器)。另外,本文用的负载、衰减器也都到不了这么高频率。

image.png

下图是KC901Q的S21噪底,可见动态范围在26G以上迅速降低,所以上图高频段方向性降低是可以理解的。

image.png

检查了定耦的方向性之后,切换到S11模式,然后按软菜单上的RECAL键,对仪器进行校准。

image.png

根据提示分别接入短路、开路器和负载。校准件的参数由校准件的生产厂家提供,需要先在FUNC菜单下的“CAL KIT DATA”中录入。校准完成后,显示接负载时的S11噪底。可见除零频外,整个24GHz以下,都具有优于40dB的显示范围。具体的测量性能,取决于校准负载的性能。

image.png

将开路器或短路器连接到端口,可以观看全反射时的回损。如下图所示,在0附近波动。

image.png

没有严格归0的原因,主要是成品校准件比901Q还贵,为了接地气咱们临时DIY了一个,参数按0输入。

image.png

我们来测一个10.5GHz低通滤波器的反射。

image.png

只能说大概像那么回事。

image.png

需要注意的是,在30G这么大的跨度下,仪器每个扫描点之间的距离高达66.67MHz,如果要用它测量低频,这么大的扫描间距肯定会漏掉大多数谐振峰,比如整个短波频段一个点都没有。因此,测量低频天线必须缩小SPAN,在小扫宽下校准测量。

下图是测量一根对讲机天线,此时SPAN设为1GHz,屏幕最左侧是零频,校准后可以使用。

image.png

显示出该天线在140MHz附近驻波较低。

image.png

对于这种不平衡天线,仪器的外壳相当于“地网”,参与天线辐射。因此,手是否握住仪器,测得的参数会有很大区别。截图瞬间手必须握住仪器操作键盘,不能像上图那样毫不接触,于是得到的曲线有所不同(如下图)。使用台式仪器和使用手持仪器,因为仪器形状不同,曲线也会有明显的不同。对于非平衡天线,需要在准无限大接地平板上测量,或者在专用测试工装(与实际使用环境尽量接近,例如对讲机外壳)上测量。

image.png

实际上,上述40GHz定向耦合器可以用于测量短波天线。不过在双端口矢网中,因为传输测试的正向信号也要从耦合端取,过低的耦合度会导致几乎没有动态范围,加之过低的耦合度容易受外界环境变化的影响而发生漂移,所以就别想着用一个简单的耦合器搞定一台双端口矢网了。

稳妥的办法还是选用覆盖被测频段的耦合器,毕竟不是所有形式的耦合器都能在低频工作。

[修改于 1年7个月前 - 2023/04/24 14:53:08]

来自:仪器与装备 / 仪器仪表严肃内容:教程/课程
1
1
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
芒果
3年6个月前 修改于 3年6个月前 IP:台湾
893744

测量S11端口接定向耦合器说明。

4143f08d3d2afae502d657570e66b55.png

二手拆机件87300B价格在一千多,性能也是很不错的。

1621311419(1).png

如果是一个全新的Marki microwave的CBR17-0026官网报价1900.00美元(不含税),国内进口价格应该在15000.00。

1621310769(1).png

KC901Q支持S11的各种参数测量。

www.png


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
同级专业
kcma
小编 机友 笔友
文章
46
回复
12
学术分
0
2017/03/25注册,27天19时前活动
暂无简介
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:未同步
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}