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1、使用矢网精确测量PA S12 S22和功率的方法 前期介绍了小信号器件的S参数和增益压缩测量方法，有网友问到如果在DUT 输出端加大衰遮僵后怎样使用矢量网络分析仪进行校准和测试，今天介绍一下 另外一种测试方法。1、传统PA的矢网测量方法DUT的大信号测量是至关重要的，尤其是S22 （关系到与天线的匹配）和饱和功 率（Psat,直接关系到发射功率）。在测试大功率PA时，由于一般PA输出功 率小至几W,大到上百肌 如果这么大的信号直接灌进矢网（矢网接收机线性区 一般在lOdbm左右，接收机最大输入功率30dBln）,会导致矢网接收机压缩甚至 损坏，所以一般测量DUT增益或Psat的时候应在DUT的
2、输出端连接一个较大的 衰减器，再与矢网的测量端口相连。但是这样会遇到一个问题，如果DUT输出 端口接了大衰减器再用矢网2端口去测量DUT的反向S12和输出驻波S22时， 进到接收机信号的信噪比（SNR）会显著下降。信噪比的下降对S22（S22=B/R2）测量结果的影响尤其明显。原因是矢网2端口输出的功率（一般最大只能输出 15dBm X波段）在到达DUT输出端口之前要经过衰减器的衰减，从DUT反射 回来的信号也会再次经过衰减器衰减，才能到达矢网2端口接收机（B接收 机），两次信号经过大衰减器后，会使进入B接收机的信号的信噪比变得很差， 这会显著降低测量精度。如图1.1在这种情况下测得的S22结
3、果的轨迹噪声很 大。S11 ;S12|a i Lk j -. it .Ri11S21S22图L 1在大功率DUT的输出端和网络仪的测量端口之间连接大衰减进行测量所 得到的测量结果，S22有很大的轨迹噪声2、解决办法，准确测到S22 在矢网的前面板的跳线接口进行了很多专用跳线设计，可以根据不同的需要选 择把被测器件和测量信号直接与内部激励源、接收机、定向耦合器和测试端口 相连。图2.1展示的是直接接入矢网2端口接收机改进配置方式。在测量DUT 的S21 （S21二B/R1）时，矢网的B接收机通过外部定向耦合器直接测量DUT的输 出信号。如果输出信号过大，还可选择适当的衰减器接在定向耦合器和B接收
4、 机之间保护接收机。同时在矢网2端口和定向耦合器之间连接一个隔离度很高 的隔离器，可以把DUT输出的大功率信号进行大幅度的隔离掉以保护网络仪的 矢网2端口不被损坏（也可以使用大衰减器，但若使用衰减器，仍然会使矢网 2端口出来的信号经过一次衰减器，可根据实际情况调整使用）。在测量DUT 的S12 （S12二A/R2）和S22 （S22二B/R2）时，矢网2端口输出的激励信号经过插 损耗很小的隔离器施加给DUT的输出端，与图1. 1对比可以显著改善测量的信 噪比。图2.1使用接收机直接接入对大功至DUT进行测量得到的测量结果，S22的轨迹噪声显著减小3、实例分析图3.1以测量一个输出信号功率为30
5、dBm的大功率DUT为例，比较了图1. 1和 图2.1两种不同的配置情况下各测量端口上和测量接收机所测量到的信号的功 率。如果采用传统的配置方式（图左，对应图1.1）测量DUT的S12和S22时， 虽然从端口 2输出的测量激励信号的功率是OdBni,由于被测器件输出路径中存 在30dB的大衰减器，最后需要测量的从DUT的输出端口反射回来到达B接收机 的信号的功率仅为-86dBm （经过两次30dB的衰减+网络仪内定向耦合器26dB的 耦合度之后，OdBm的激励信号回到2端口接收机信号只有-86dBm）,显然矢网 接收机测量如此小的信号是很难得到精确测量结果的。相比之下，使用接收机 直接接入（图
6、右，对应图2.1）的配置方式，在测量S22时，B接收机的输入信号 的功率可以达到-56dBm （OdBm的激励信号从DUT的输出端反射回来之后，先经过外接的定向耦合器20dB的，再经过衰减器30dB的衰减之后，不经过网络仪 内部的定向耦合器直接输入给B接收机），网络仪的接收机在测量这样大小量级 的信号时就可以给出很精确的测量结果。在实际测量时甚至还可以把端口 2输 出信号的功率再提高一些，使得测量S12和S22时的信噪比更好，测量精度也 就更iWj。图3. 1使用图1. 1 （左图）和图2. 1 （右图）两种配置方式测量大功率DUT时信号功率的比较4、需要注意的是4. 1按正常S参数、源功率、接收机电平校准即可；4.2 搞好图之后才发现PA输出驻波没考虑到，因此图3.1中暂不考虑PA输出 驻波，即假设S22大概在-l0dB左右；4.3 隔离器一般可以承受上百W的功率，但需要注意图3.1右图中的反向隔离 器接入方向；4.4 测量DUT前，请先用thru检查一下环境，确保环境没问题再上DUT；4.5 此配置方式可以精确测量Sil、S2K S12、S22以及增益压缩输出功率。5、提问如果用矢网测量PA的饱和功率，矢网1端口输出功率（最大大概15dBm）推不 饱DUT,该怎么解决呢？ 例如：S21=10dB, P3dBPsat30dBm 2. 6G