矢量網(wǎng)絡(luò)儀新手誤區(qū)：以為 “頻率范圍越廣越好”？測(cè)

新手常認(rèn)為選擇頻率范圍遠(yuǎn)超被測(cè)器件（DUT）最高頻率的VNA是“一步到位”或“性能更好”的選擇。例如，覺(jué)得67GHz的VNA測(cè)2.4GHzWiFi肯定比6.5GHz或13.5GHz的VNA“更好”、“更準(zhǔn)”或“更面向未來(lái)”。這是一種典型的誤解。

為什么“殺雞用牛刀”不合適？

1.高昂的成本浪費(fèi)：這是最直接的原因。VNA的價(jià)格與其最高頻率、動(dòng)態(tài)范圍、相位噪聲等核心指標(biāo)密切相關(guān)。一臺(tái)67GHz的高端VNA價(jià)格通常是覆蓋6.5GHz或13.5GHz機(jī)型的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。為測(cè)試2.4GHzWiFi（最高頻率約2.5GHz，考慮到諧波或雜散，通常選到6GHz或13.5GHz足矣）投入如此巨大的成本，是極大的資源浪費(fèi)。省下的預(yù)算可以購(gòu)買更合適的儀器、夾具、校準(zhǔn)件或用于其他研發(fā)。

2.低頻段性能可能并非最優(yōu)：

*動(dòng)態(tài)范圍：高端高頻VNA的設(shè)計(jì)重點(diǎn)往往在其最高頻段的性能優(yōu)化（如本振設(shè)計(jì)、混頻器選擇）。在低頻段（如2.4GHz），其動(dòng)態(tài)范圍（即同時(shí)測(cè)量強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)的能力）可能反而不如專門為低頻段優(yōu)化的中端VNA。動(dòng)態(tài)范圍是測(cè)量濾波器、放大器等器件帶外抑制、噪聲系數(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)。

*跡線噪聲：類似地，在低頻段測(cè)量的本底噪聲（跡線噪聲）可能不如專用低頻VNA低。這會(huì)影響小信號(hào)反射（如連接器微小缺陷）或低插損（如高質(zhì)量電纜）的測(cè)量精度。

*穩(wěn)定性：超寬帶系統(tǒng)在低頻段的穩(wěn)定性有時(shí)需要更復(fù)雜的補(bǔ)償，可能不如帶寬較窄的儀器簡(jiǎn)單可靠。

3.操作復(fù)雜性與校準(zhǔn)：高頻VNA通常系統(tǒng)更復(fù)雜，校準(zhǔn)步驟可能更多（尤其涉及波導(dǎo)校準(zhǔn)或更復(fù)雜的誤差模型），對(duì)操作人員的要求更高。對(duì)于只需要測(cè)量S參數(shù)、匹配、插損等基本指標(biāo)的2.4GHzWiFi器件（天線、濾波器、功放、PCB走線），使用中低頻VNA操作更簡(jiǎn)單快捷，校準(zhǔn)流程更成熟穩(wěn)定（如常用的3.5mm或N型校準(zhǔn)件）。

4.體積、重量與功耗：高頻VNA通常體積更大、更重、功耗更高。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)或產(chǎn)線測(cè)試環(huán)境，更緊湊輕便的中低頻VNA更具優(yōu)勢(shì)。

如何正確選擇頻率范圍？

1.確定DUT的最高工作頻率(f_max)：明確你要測(cè)什么。對(duì)于2.4GHzWiFi，信號(hào)主頻是2.4-2.5GHz。

2.考慮諧波和雜散：如果需要評(píng)估DUT的諧波失真或雜散特性，頻率范圍需要覆蓋到足夠高的諧波次數(shù)（如3次諧波約7.5GHz，5次諧波約12.5GHz）。

3.應(yīng)用需求：如果主要關(guān)注S參數(shù)、匹配、插損、隔離度等，覆蓋到2-3倍f_max通常足夠（如2.4GHz的2-3倍是4.8-7.2GHz）。如果需要精確測(cè)量諧波或進(jìn)行非線性分析，則需要覆蓋到所需的諧波頻率。

4.選擇合適機(jī)型：基于以上分析：

*僅測(cè)S參數(shù)：選擇最高頻率≥6GHz(如KeysightE5061B/E5063A,R&SZNH)或9GHz/13.5GHz的機(jī)型綽綽有余。

*需測(cè)諧波到3次：選≥7.5GHz(如9GHz,13.5GHz)。

*需測(cè)諧波到5次或更高：考慮13.5GHz或20GHz機(jī)型。

*67GHz機(jī)型的目標(biāo)應(yīng)用是毫米波通信（5GNRFR2,802.11ad/ay）、雷達(dá)、高速半導(dǎo)體器件等，與2.4GHzWiFi的需求完全不匹配。

結(jié)論：

為2.4GHzWiFi測(cè)試選擇67GHz的VNA，是典型的資源錯(cuò)配。它不僅造成巨大的、不必要的資金浪費(fèi)，在低頻段的某些關(guān)鍵性能（如動(dòng)態(tài)范圍、跡線噪聲）上可能反而不及更便宜、更專注的中低頻VNA，同時(shí)操作也更復(fù)雜。選擇VNA的頻率范圍應(yīng)遵循“適用性原則”，即覆蓋DUT的最高工作頻率及其必要的諧波/雜散分析范圍，并留有適當(dāng)余量（通常1.5倍到3倍f_max足夠），而非盲目追求“最高指標(biāo)”。對(duì)于2.4GHzWiFi應(yīng)用，6GHz、9GHz或13.5GHz的VNA是更經(jīng)濟(jì)、高效且性能足夠的選擇。