VNA 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測濾波器：帶外抑制怎么測？頻

使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）測量濾波器的帶外抑制是評估其性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。帶外抑制衡量的是濾波器在指定通帶頻率范圍之外對信號的衰減能力。以下是詳細(xì)的測量方法和頻率范圍設(shè)置技巧：

??一、測量原理與核心步驟

1.測量參數(shù)：帶外抑制主要通過測量濾波器的前向傳輸系數(shù)（S21）來獲取。S21的幅度（dB）直接反映了信號從端口1傳輸?shù)蕉丝?的損耗或增益。

2.核心操作：在VNA上設(shè)置合適的頻率范圍，測量該范圍內(nèi)S21的幅度響應(yīng)。帶外抑制值就是通帶外特定頻率點上S21的負(fù)值（衰減量）。例如，在某個頻率點測得S21=-60dB，則表示該點的帶外抑制為60dB。

3.校準(zhǔn)至關(guān)重要：

*在連接濾波器之前，必須使用校準(zhǔn)套件（如SOLT）在VNA的測試端口進行全雙端口校準(zhǔn)。

*校準(zhǔn)范圍應(yīng)覆蓋你計劃測量的整個頻率范圍（包括通帶和需要關(guān)注的帶外區(qū)域）。

*校準(zhǔn)后，連接直通（Through）標(biāo)準(zhǔn)件驗證校準(zhǔn)效果，確保S21接近0dB(±0.1dB內(nèi))，S11/S22接近-∞dB（反射極?。?。

??二、頻率范圍設(shè)置技巧（關(guān)鍵）

設(shè)置頻率范圍是測量帶外抑制的核心環(huán)節(jié)，目標(biāo)是在保證精度的前提下高效覆蓋所需區(qū)域：

1.覆蓋整個關(guān)注區(qū)域：

*起始頻率：遠(yuǎn)低于通帶下限（對于帶通/低通）或遠(yuǎn)低于阻帶起始點（對于高通）。例如，通帶為1GHz-2GHz的帶通濾波器，測低頻抑制時，起始頻率可能設(shè)到100MHz或更低。

*終止頻率：遠(yuǎn)高于通帶上限（對于帶通/高通）或遠(yuǎn)高于阻帶起始點（對于低通）。接上例，測高頻抑制時，終止頻率可能設(shè)到5GHz或更高。

*目的：確保完全覆蓋濾波器規(guī)格書中要求的所有帶外抑制測試點，并觀察抑制曲線在帶外的整體趨勢（如抑制深度、抑制滾降斜率、是否存在異常諧振點）。

2.明確帶外抑制要求點：

*仔細(xì)閱讀濾波器的規(guī)格書，找出明確規(guī)定帶外抑制要求的具體頻率點或頻率區(qū)間（如：在500MHz處抑制≥40dB；在3GHz-6GHz范圍內(nèi)抑制≥60dB）。

*必須將這些點或區(qū)間包含在你的掃描范圍內(nèi)。VNA的標(biāo)記點功能可以精確讀取這些點的S21值。

3.覆蓋抑制深度要求：

*頻率范圍需要足夠?qū)?，以確保掃描能覆蓋到濾波器達到其標(biāo)稱最大抑制深度（如80dB）的頻率區(qū)域。如果你設(shè)置的終止頻率過早，可能只看到抑制在上升但還沒達到最深點就停止了，導(dǎo)致低估實際性能。

4.點數(shù)設(shè)置（分辨率與效率平衡）：

*足夠點數(shù)：在通帶邊緣和抑制要求嚴(yán)格的區(qū)域（尤其是近端帶外），設(shè)置較高的點數(shù)以保證足夠的頻率分辨率。這有助于精確捕捉通帶到阻帶的陡峭過渡（滾降）和識別可能存在的窄帶雜散響應(yīng)。

*優(yōu)化點數(shù)：在遠(yuǎn)離通帶、抑制已很深且變化平緩的遠(yuǎn)端區(qū)域，可以適當(dāng)減少點數(shù)以提高掃描速度。避免在整個超寬頻帶上均勻設(shè)置過高點數(shù)導(dǎo)致測量時間過長。

*技巧：利用VNA的分段掃描功能。將整個頻率范圍劃分為幾個子段：

*段1：通帶及其附近（高點數(shù)，如1001點）。

*段2：近端帶外（較高點數(shù)，如501點）。

*段3：遠(yuǎn)端帶外（較低點數(shù)，如201點）。

*為每個分段獨立設(shè)置點數(shù)，在保證關(guān)鍵區(qū)域精度的同時顯著提升整體測量效率。

5.考慮動態(tài)范圍：

*測量高帶外抑制（如>80dB）時，需要確保VNA在該頻率點有足夠的動態(tài)范圍。

*如果動態(tài)范圍不足（表現(xiàn)為遠(yuǎn)端帶外噪聲基底抬高），可嘗試：

*降低IF帶寬（提高信噪比，但會減慢掃描速度）。

*開啟平均功能（降低噪聲波動）。

*適當(dāng)增加輸出功率（需確保不損壞濾波器或使放大器飽和）。

6.功率設(shè)置：

*設(shè)置合適的源功率。功率過低可能導(dǎo)致遠(yuǎn)端帶外信號低于VNA接收機底噪；功率過高可能導(dǎo)致濾波器中的有源器件（如有）飽和，或產(chǎn)生非線性效應(yīng)，影響測量準(zhǔn)確性。通常從-10dBm開始，根據(jù)需要調(diào)整。

??三、測量執(zhí)行與結(jié)果解讀

1.將已校準(zhǔn)的VNA的兩個測試端口通過電纜連接到濾波器的輸入和輸出端口（注意方向：Port1->輸入，Port2->輸出）。

2.設(shè)置好頻率范圍、點數(shù)、功率、IF帶寬等參數(shù)。

3.啟動掃描，測量S21幅度。

4.讀取帶外抑制：

*使用Marker功能將標(biāo)記點移動到規(guī)格書要求的特定頻率點，直接讀取S21值（dB），其絕對值即為該點的帶外抑制值（如S21=-65.3dB，抑制為65.3dB）。

*使用LimitLines功能在S21曲線上繪制水平線（如-60dB），直觀檢查整個帶外區(qū)域是否滿足抑制要求（曲線應(yīng)位于限制線下方）。

*觀察整個帶外區(qū)域的S21曲線，確保抑制深度符合預(yù)期，沒有異常的突起（雜散）或凹陷。