使用Rigol DSA815測量VSWR技術(shù)介紹

電壓駐波比(VSWR)是參考標準50歐姆電阻阻抗測量任何RF元件，子組件，儀器的阻抗匹配。它通常表示測量的阻抗與50歐姆的比率。例如，如果天線在特定頻率下測量的VSWR為2：1，則這可能表示天線阻抗為100或25歐姆(阻抗偏離50歐姆兩倍或一半)。本文討論如何使用Rigol DSA815進行此測量。例如，天線在諧振時可以測量為1.3：1。這通常表示為VSWR為“1.3”。

為了使用Rigol DSA815進行這些測量，它必須具有跟蹤發(fā)生器選項。如果您沒有此選項，則可以使用跟蹤生成器功能測量回波損耗(RL)。我將解釋如何使用這兩種方法。

回損方法

當不包括VSWR選項時，此方法是一種替代方法。所需要的只是測量回波損耗(以dB為單位)并使用它來計算使用公式1的VSWR。

因為回波損耗將以dB為單位顯示在分析儀上，使用Mini-Circuits(PDF)提供的回波損耗與VSWR的關(guān)系圖更容易。

VSWR小于1.5：1被認為是一種相當好的阻抗匹配。這相當于約14 dB的回波損耗。例如，2：1的VSWR(某些應(yīng)用程序過多的不匹配)等于9.54 dB的回波損耗。

圖1 - 回波損耗的測量設(shè)置。

您需要一個小型電路ZF-DC-5 20 dB耦合器或同等產(chǎn)品。將CPL端口與DSA815 RF輸入之間的短同軸電纜和OUT端口連接到跟蹤發(fā)生器Gen輸出端口。要測量的設(shè)備將連接到耦合器的IN端口，但要等到標準化程序后連接它。

根據(jù)需要設(shè)置頻率限制。將分辨率帶寬調(diào)整到大約30 kHz左右，以獲得更好的動態(tài)范圍。按主面板上的TG，然后按軟鍵中的TG On，Normalize，Stor Ref和Normalize On。這將在零dB參考時在屏幕頂部顯示標準化(直線)線。如果您想將此行向下移動，請使用Norm Ref Lvl和調(diào)整旋鈕根據(jù)需要進行設(shè)置。

接下來，將要測量其端口的設(shè)備(天線等)連接到IN端口耦合器直接在屏幕上以dB為單位讀出回波損耗。

在圖1的例子中，我使用一個小方形的鋁箔作為被測量的單極天線的平衡器。我將伸縮天線延伸到27英寸的全高度。通過使用標記，您可以測量共振頻率和回波損耗。請注意，經(jīng)典的“回波損耗”是一個正數(shù)，但在分析儀上表示為負數(shù)。為了這個測量的目的，只需忽略“減號”。還要注意，108和130 MHz的初級(雙)諧振，以及338,561,780和1,000 MHz的奇次諧振。通過將標記移動到130 MHz，我們可以讀取18.07 dB的回波損耗。從Mini-Circuits圖表中，我們看到這相當于1.29：1的VSWR。

圖2 - 屏幕截圖顯示諧振天線的回波損耗。注意奇數(shù)階(x3，x5，x7，x9)頻率的附加共振。

VSWR方法

VSWR方法需要激活VSWR選項。這可以隨時添加，因為它僅僅是用戶激活的軟件許可證。還有一個可選的VSWR耦合器可直接連接到Gen輸出和RF輸入端口。

圖3 - 使用的測量設(shè)置VSWR選項與回波損耗測量實際上相同。只是分析儀將直接讀出VSWR。

要使用VSWR測量選項，請根據(jù)需要設(shè)置頻率限制，然后將分辨率帶寬設(shè)置為30 kHz左右，以獲得更好的動態(tài)范圍。確保要測量的設(shè)備與IN耦合器端口斷開連接。按主鍵盤上的Meas按鈕，然后按VSWR On(軟鍵)。然后按主鍵盤上的Meas Setup和Cal Open。連接要測量的設(shè)備并按VSWR(軟鍵)。

將顯示三條跡線。底部的黃色跡線是XXX，紫色跡線是參考跡線，綠色跡線是回波損耗。這是用于計算反射系數(shù)和VSWR的反射系數(shù)和VSWR，它將顯示在屏幕的下半部分。很多時候，我會使用Ref Lvl來調(diào)整屏幕下方的兩條下部跡線，因此只顯示綠色回波損耗跡線。通過在每個諧振點放置標記，該表將顯示多達四個VSWR測量值。例如，您可以在諧振時設(shè)置一個標記，在VSWR為1.5：1時設(shè)置頻率上限和下限，以確定天線的可用帶寬。

圖4 - VSWR測量的屏幕截圖，顯示了幾個帶有回波損耗表和相關(guān)VSWR計算的標記。

摘要

Rigol DSA815TG具有驚人的價值，內(nèi)置(可選)跟蹤發(fā)生器，可以進行多項額外測量，正如我在過去的文章中所描述的那樣(參見參考文獻)。雖然帶有跟蹤發(fā)生器的基本模型可用于計算VSWR，但購買VSWR選項可以更直接地讀取VSWR，從而使測量變得更加容易。