Name: calibration of vector network analyzer for measurements in radio frequency propagation channels
Uploaded: 2020-06-02T13:30:00
Duration: 10 min
Description: Watch this Scientific Journal Video about Calibration of Vector Network Analyzer for Measurements in Radio Frequency Propagation Channels at JoVE.com

Biz Savunma Spektrum Ofisi (DSO) bu işi finanse için teşekkür ederiz.

<ol>
	<li>Commerce Spectrum Management Advisory Committee. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 1755-1850 MHz Airborne Operations: Air Combat Training System Sub-Working Group Final Report. , (2014).</li><li>Hammerschmidt, C. A., Johnk, R. T., McKenna, P. M., Anderson, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Best+Practices+for+Radio+Propagation+Measurements.">Best Practices for Radio Propagation Measurements.</a> U.S. Dept. of Commerce. , (2018).</li><li>Molisch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Wireless Communications - 2nd edition. , (2010).</li><li>Anderson, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Design and Implementation of an Ultrabroadband Millimeter-Wavelength Vector Sliding Correlator Channel Sounder and In-Building Multipath Measurements at 2.5 &amp; 60 GHz. , (2002).</li><li>Kerns, D. M., Beatty, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Basic Theory of Waveguide Junctions and Introductory Microwave Network Analysis (Monographs on Electromagnetic Waves). , (1967).</li><li>Engen, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microwave Circuit Theory and Foundations of Microwave Metrology. , (1992).</li><li>Witte, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spectrum and Network Measurements. , (2001).</li><li>Jargon, J. A., Williams, D. F., Hale, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developing+Models+for+Type-N+Coaxial+VNA+Calibration+Kits+within+the+NIST+Microwave+Uncertainty+Framework.">Developing Models for Type-N Coaxial VNA Calibration Kits within the NIST Microwave Uncertainty Framework.</a> 87th ARFTG Microwave Measurement Conference. , (2016).</li><li>Keysight Electronic Calibration Modules. Keysight Technologies Available from: <a target="_blank" href="https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/N7550-90002.pdf?id=2852836">https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/N7550-90002.pdf?id=2852836</a> (2019)</li><li>Smith, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electronic Applications of the Smith Chart. , (2006).</li><li>. Utiflex Flexible Microwave Cable Assemblies Brochure Available from: <a target="_blank" href="https://rf.cdiweb.com/datasheets/micro-coax/UtiflexCableAssemblies.pdf">https://rf.cdiweb.com/datasheets/micro-coax/UtiflexCableAssemblies.pdf</a> (2019)</li><li>. Smith Chart Explanation Available from: <a target="_blank" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Smith_chart_explanation.svg">https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Smith_chart_explanation.svg</a> (2019)</li><li>Camell, D., Johnk, R. T., Novotny, D., Grosvenor, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Free-Space+Antenna+Factors+through+the+Use+of+Time-Domain+Signal+Processing.">Free-Space Antenna Factors through the Use of Time-Domain Signal Processing.</a> IEEE Intl. Symp. Electromag. Compat. , (2007).</li><li>Baker-Jarvis, J., Janezic, M. D., Krupka, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurements+of+Coaxial+Dielectric+Samples+Employing+Both+Transmission/Reflection+and+Resonant+Techniques+to+Enhance+Air-Gap+Corrections+.">Measurements of Coaxial Dielectric Samples Employing Both Transmission/Reflection and Resonant Techniques to Enhance Air-Gap Corrections+.</a> Intl. Conf. Microw., Radar &amp; Wireless Communications. , (2006).</li><li>Grosvenor, C., Camell, D., Koepke, G., Novotny, D., Johnk, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromagnetic+Airframe+Penetration+Measurements+of+a+Beechcraft+Premiere+1A.">Electromagnetic Airframe Penetration Measurements of a Beechcraft Premiere 1A.</a> NIST Technical Note 1548. , (2008).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Tüm dahili bileşenlerin RT'ye gelmesini ve daha kararlı kalibrasyonlar elde etmesini sağlayan kalibrasyonlar yapılmadan önce VNA'nın en az 0,5 saat (1 saat daha iyidir) RT'ye ısınmasına izin vermek önemlidir. Bir kalibrasyon doğruluk büyük bir kayıp olmadan birkaç gün sürebilir; ancak, kalibrasyon, ölçümün bütünlüğünü sağlamak için bir kalibrasyon standardı kullanılarak günlük olarak kontrol edilir. Tüm sistem bileşenlerinin incelenmesi, kötü konektörlerin VNA'nın hassasiyetine zarar vermemeleri için gereklidir. VNA ile düşük kayıplı kablolar kullanmak en iyisidir. Kalibrasyonun bütünlüğü herhangi bir sistem bileşeni nin veya DUT'nin ölçümünden önce kontrol edilmelidir. Burada verilen spesifikasyonlar dışında herhangi bir ölçüm tekrarlanmalıdır veya yeni bir kalibrasyon gerektirebilir. Son olarak, ölçülen DUT değerlerini kontrol etmek için üreticinin belirtimlerini kullanmak doğrulamanın gerekli bir parçasıdır.
VNA'nın ölçüm aleti olarak kullanılmasının sınırları vardır. DUT veya sistem, ölçülen S-parametreleri VNA'nın gürültü tabanının altına düşecek kadar büyük kayıplara sahipse, VNA ile ölçülemez. IF bant genişliğini azaltarak ve süpürme süresini artırarak gürültü tabanını düşürmek mümkündür. Bu, ölçüm alma süresini yavaşlatacaktır; böylece, bu parametreleri ayarlarken bir denge vardır. VNA 30 dBm'den büyük giriş güçlerini işleyemez, bu nedenle amplifikatörleri ölçerken dahili veya harici zayıflama gerekir. VNA aynı cihazda bulunan bir kaynak ve alıcıya sahiptir, bu nedenle radyo yayılımı ölçüm sistemi olarak kullanılmıştır. Kaynak ve alıcı VNA'da bulunduğundan, iletim bağlantı noktası bir şekilde alıcı bağlantı noktasına birleştirilmesi gerekir. Genellikle, bu kablolar ile yapılır; ancak, kablolar ölçülebilen dinamik aralığı azaltarak kayıp ekler. Ayrıca, ayırma mesafeleri sınırlı hale gelir.
Kayıpların ölçülebildiği diğer yöntem ise sinyal jeneratörü ve güç ölçer kullanımıdır. Güç ölçer skaler bir ölçüm cihazıdır, bu yüzden sadece bir sinyalin büyüklüğünü ölçebilir. Sinyalin fazını izleyemez, bu da sinyalin daha az doğru ölçümle sonuçlanır. VNA, daha yüksek kalitede ölçüm olan iyi bilinen bir giriş sinyaline göre ölçülen bir sinyalin hem büyüklüğünü hem de fazını (gerçek ve hayali bileşenlerin) ölçer.
VNA'lar birçok ölçüm türü için çok yönlü bir seçenektir. Cihaz, iletim ve alıcı bağlantı noktalarındaki antenler kullanılarak yayılan radyo sinyallerini ölçmek için kullanılabilir18. Zaman etki alanı çözümlemesi, zaman içinde sinyalleri izlemek ve kabloda bir kopuşun nerede oluştuğunu belirlemek için kullanılabilir. Bir süpürme sırasında birçok frekansı ölçebilir, hangi bir yapılan19 ya da yayılan ortamda birçok frekans üzerinde zayıflama kayıpları anlamak için kullanılabilir20. VNA'nın çeşitli parametre ayarlarının anlaşılması iyi karakterize duts/sistemleri ile sonuçlanır ve DUT/sistem ile elde edilen ölçümler yüksek derecede güvenle kullanılabilir.

Telekomünikasyon Bilimleri Enstitüsü (ITS), ABD Ticaret Bakanlığı'nın bir kuruluşu olan Ulusal Telekomünikasyon ve Enformasyon İdaresi'nin (NTIA) araştırma laboratuvarıdır. ITS 1950'lerden beri radyo yayılımı ölçümlerinde aktif olarak faaliyet göstermektedir. Spektrum paylaşımı, federal ve ticari spektrum kullanıcıları için yeni bir paradigma, iki farklı sistem aynı anda aynı radyo frekans spektrumu paylaşmak gerektirir. Spektrum paylaşım senaryoları arttıkça, birden çok hizmetin paylaşılması gereken radyo ortamını daha iyi anlamasını sağlayan doğru ve tekrarlanabilir radyo yayılma ölçümlerine duyulan ihtiyaç da artar. Açıklanan yordamın amacı, böyle bir sistemi oluşturan bileşenlerin doğru yapılandırılmış bir VNA ile iyi bir şekilde karakterize edilmesini sağlamaktır.
Spektrum için talep artar ken, her zaman şu anda ticari amaçlar için federal kurumlar tarafından kullanılan hızla serbest spektrum mümkün değildir. Örneğin, Gelişmiş Kablosuz Hizmetler (AWS)-3 bandında (1755–1780 MHz), askeri hizmetler ve ticari kablosuz taşıyıcılar arasında spektrum paylaşım düzenlemeleri geliştirilmektedir1. Bu düzenlemeler, ticari kablosuz taşıyıcıların askeri hizmetlerin bant dışına geçişini tamamlamadan önce AWS-3 bandına girmelerine olanak sağlar.
Savunma Spektrum Örgütü (DSO) AWS-3 geçiş yönetmekle görevli olmuştur. Geçişin önemli bir bölümü, bandı paylaşan askeri ve ticari kablosuz sistemler arasındaki RF girişim potansiyelini değerlendirmek için yeni yayılma modelleri geliştirmeyi içerir. DSO, çevredeki yeşilliklerin ve insan yapımı yapıların (topluca yığılmayı olarak da bilinir) etkisini daha iyi hesaplayan yeni modeller oluşturmak için ITS ve diğerlerini bir dizi kanal sondaj ölçümleri yapmakla görevlendirdi. Yığılmayı düşünen geliştirilmiş yayılma modellemesi, askeri sistemlerin çevresinde ticari vericiler üzerinde daha az kısıtlamaya yol açacaktır.
RF spektrum aktivitesi yerinde ölçümler RF dalga yayılımı fiziği hakkında fikir sağlamak ve mevcut ve yeni radyo yayılımı modelleri doğrulamak. Bu bileşenlerin her ikisi de, parazitsiz spektrum paylaşımını desteklemek ve korumak için gereklidir. Bilinen bir test sinyalinin belirli bir konumdan mobil veya sabit bir alıcıya iletildiği kanal sondaj teknikleri, farklı ortamlarda radyo kanalı özelliklerini tahmin eden veriler sağlar. Veriler, yayılma kayıplarını veya sinyalin zayıflatılmasını daha doğru tahmin eden modeller geliştirmek ve geliştirmek için kullanılır. Bu kayıplar, binaların ve diğer engellerin (yani kentsel kanyonlarda ağaçlar veya arazi) engellenmesi ve yansımasından kaynaklanabilir. Bu engeller, sinyal kaybı veya iletim ve alıcı anten arasında zayıflama ile sonuçlanan birden fazla, biraz varyant, yayılma yolları üretir.
ITS ölçüm teknikleri doğru, tekrarlanabilir ve tarafsız sonuçlar üretir. DSO, ITS'yi kurumsal bilgisini daha geniş bir teknik toplulukla paylaşmaya teşvik etmiştir. Bu bilgi, RF yayılma verilerinin en iyi şekilde nasıl ölçülecek ve işlendiğini içerir. Yakın zamanda yayınlanan NTIA Teknik Muhtıra sı tm-19-5352,3,4,5, radyo yayılımı ölçüm sistemlerinin hazırlanması ve doğrulanması için bir dizi en iyi uygulamayı açıklamaktadır. Bu en iyi uygulamaların bir parçası olarak, bir VNA, bir ölçüm sisteminin bileşen kayıplarını veya kazanımlarını doğru bir şekilde ölçmek için kullanılır. Kazançlar ve kayıplar daha sonra iki anten arasındaki sinyal zayıflamasını hesaplamak için kullanılır.
Burada sunulan protokol, laboratuvar veya saha uygulamalarında test edilmeden önce vna5 kalibre etmek için en iyi uygulamaları ele alabiliyor. Bunlar arasında ısınma süresi, RF konektör tipinin seçilmesi, uygun bağlantıların yapılması ve uygun kalibrasyon adımlarının performansı yer almaktadır. Kalibrasyon, belirli bir yayılma ölçüm senaryosu bağlamında veri toplamadan önce kontrollü bir laboratuvar ortamında yapılmalıdır. Bu protokol kapsamı dışında olan belirli yayılma ölçüm ortamları ile ilgili ek hususlar olabilir.
VNA, diğer ölçüm sistemlerini monte ederken bileşenlerin ve alt montajların cihaz özelliklerini ölçmek için kullanılır. Güç amplifikatörler, alıcılar, filtreler, düşük gürültü amplifikatörler, mikserler, kablolar ve antenler VNA ile karakterize edilebilen tüm bileşenlerdir. Bir sistemin test edilmesi nden ve/veya kalibre edilmesinden önce, sistemin gerekli tüm bileşenlerinin bir listesi hazırlanır ve tüm sistem bileşenleri bir leştirilir. Bir sistemin her bileşeni, VNA kabloları arasına eklenerek ayrı ayrı ölçülür. Bu, tüm bileşenlerin üreticinin belirtimleri dahilinde çalışmasını sağlar. Bileşenler kontrol edildikten sonra sistem monte edilir ve tüm sistemdeki kayıplar ölçülür. Bu, bileşenler arasındaki yansımaların ve aktarımların doğru bir şekilde karakterize edilmesini sağlar.
VNA, hem büyüklük hem de faz ile karmaşık değerli miktarlar olan saçılma parametrelerini (S-parametreleri) ölçer. S-parametresi, olay sinyaline (yansıma ölçümü) veya 2) olay sinyaline (iletim ölçümü) iletilen sinyale yansıyan sinyalin 1) oranlı ölçüsüdür. İki bağlantı noktası aygıtı için dört S-parametre (S11, S21, S12ve S22)ölçülebilir. İlk alt yazı, sinyalin alındığı bağlantı noktasını, ikincisi ise sinyalin aktarıldığı bağlantı noktasını ifade eder. Böylece, S11 iletilen sinyal port 1 kaynaklı ve port 1 alınan anlamına gelir. Ayrıca, S21 iletilen sinyalin bağlantı noktası 1'den yeniden kaynaklandığı ancak bağlantı noktası 2'den alındığı anlamına gelir. S11, bağlantı noktası 1'de meydana gelen orijinal sinyale atıfta bulunarak, test altındaki cihaz (DUT) tarafından port 1'de yansıtılan sinyal miktarını ölçer. S21, DUT aracılığıyla iletilen ve liman 1'deki olay sinyaline atıfta bulunarak 2. S11, dut'un port 1'deki yansıma katsayısının bir ölçüsüdür ve S21, DUT'nin 1' den port 2' ye iletim katsayısının bir ölçüsüdür.
Genellikle VNA ölçüm kablolarının sonunda bulunan ölçüm referans düzlemine kadar olan (ve dahil) bileşenlerdeki sistematik hataları kaldırmak için VNA'nın kalibrasyonu gereklidir. Kalibrasyon, bilinen "mükemmel" standartları (açık, kısa, yükler, itru/line) ölçerek ve VNA'nın ölçtüğü değerle karşılaştırarak sistem hatalarını ortadan kaldırır. Bir dizi hata düzeltmesi sayesinde, DUT için düzeltilmiş bir değer görüntülenir. Şu anda kalibrasyon sırasında karakterize 12 hata terimleri6,7 vardır. Daha fazla bilgi için, klasik mikrodalga devre teorisi9,10 tarafından desteklenen altı bağlantı noktası ağ analizörleri8 üzerinde yapılan orijinal S-parametreölçümleribakın.
S-parametre yansıma ölçümlerinin en yaygın türleri dönüş kaybı, ayakta dalga oranı (SWR), yansıma katsayısı ve empedans eşleştirmedir. S-parametre iletim ölçümlerinin en yaygın türleri ekleme kaybı, iletim katsayısı, kazanç/kayıp, grup gecikmesi, faz veya faz gecikmesi ve elektrik gecikmesidir. İletim kaybı ölçümleri açıklanan protokolde vurgulanır.
VNA kullanılarak sistem bileşenlerinin kazanç ve kayıplarının ölçülmesi iyi anlaşılmıştır. Ancak, konektörlerin temizlenmesi ve uygun bir tork anahtarı nın kullanılması gibi önemli adımlar genellikle atlanır. Bu protokol, bazılarının neden özellikle önemli olduğuna dair gerekli tüm adımları ve açıklamaları sağlar. Ayrıca, sinyal zayıflatma hesaplamaları da dahil olmak üzere, RF yayılma ölçümlerinin nasıl yapılacağını açıklayan gelecekteki bir makalenin başlangıcı olarak da hizmet edecektir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>12 inch-pound torque wrench</td>
			<td>Maury Microwave</td>
			<td></td>
			<td>TW-12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 inch-pound torque wrench</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td></td>
			<td>8710-1764</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Attenuators</td>
			<td>Mini-Circuits</td>
			<td></td>
			<td>BW-N10W50+</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cable 1</td>
			<td>Micro-Coax</td>
			<td></td>
			<td>UFB311A &#8211; 36 feet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration Standard Set (1) (manual)</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td></td>
			<td>Economy Type-N Calibration kit, 85054 D</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration Standard Set (2) (E-cal)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td>Electronic Calibration Kit, N4693-60001, 10 MHz to 50 GHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleaning Swab</td>
			<td>Chemtronics</td>
			<td></td>
			<td>Flextips Mini</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compressed Air</td>
			<td>Techspray</td>
			<td></td>
			<td>Need ultra filtered</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter 1</td>
			<td>K&#38;L Microwave, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>8FV50-1802-T95-O/O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl Alcohol</td>
			<td>Any brand</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VNA</td>
			<td>Keysight Technologies</td>
			<td></td>
			<td>There are many options available for a researcher &#8211; please consult the website</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

calibration of vector network analyzer for measurements in radio frequency propagation channels

Radyo frekansı (RF) spektrum aktivitesi yerinde ölçümler radyo frekans ı dalga yayılımı fiziği hakkında fikir sağlar ve mevcut ve yeni spektrum yayılma modellerini doğrular. Spektrum kullanımı artmaya devam ettikçe, bu parametrelerin her ikisi de parazitsiz spektrum paylaşımını desteklemek ve korumak için gereklidir. Bu tür yayılma ölçümlerinin doğru, tekrarlanabilir ve eserlerden ve önyargılardan arınması hayati önem taşımaktadır. Bu ölçümlerde kullanılan bileşenlerin kazanç ve kayıplarını karakterize etmek doğrulukları açısından hayati önem taşımaktadır. Vektör ağ analizörü (VNA), doğru kalibre edilmişse sinyallerin hem büyüklüğünü hem de fazını ölçen iyi kurulmuş, son derece doğru ve çok yönlü bir ekipmandır. Bu makalede, bir VNA kalibre etmek için en iyi uygulamalar ayrıntıları. Kalibre edildikten sonra, doğru yapılandırılmış bir yayılma ölçüm (veya kanal sondaj) sisteminin bileşenlerini doğru bir şekilde ölçmek için kullanılabilir veya ölçüm sisteminin kendisi olarak kullanılabilir.

Bir bileşenin doğru çalışıp çalışmadığını doğrularken, üreticinin kendi web sitelerinde bulunabilecek belirtimlerine başvurmak önemlidir. Burada, filtre (Şekil 10) özellikleri14danışıldıktan sonra ölçüldü. Şekil 11'degösterildiği gibi, ekleme kaybı ve 3 dB noktası tanımlanmıştı. Kalibrasyon sonrası ölçülen ekleme kaybı, marker 1'de gösterildiği gibi, 0.83 dB kadir büyüklüğündedir. Negatif işaret bunun bir kayıp olduğunu gösteriyor. Referanstaki ekleme kaybı0,8 dB ayarlanmış (dBa) olarak belirtilir. Filtrenin ölçülen 3 dB bant genişliği 1749 MHz'den 1854 MHz'e değiştirildi. Çıkarıldığında, bu 104,5 MHz tipik değerine yakın 105 MHz değeri verdi.
Üreticinin özellikleri15tarafından açıklandığı gibi, 50 W bir giriş gücüne dayanacak şekilde inşa edilmiş 10 dB zayıflatıcılar vardır. Bu zayıflatıcı için zayıflama belirtimi 10 dB ± 0.5 dB'dir. Bir noktada, 50 W'dan büyük bir giriş gücü zayıflatıcıya girdi, bu da zayıflatıcıya zarar verdi. Bu bileşenin kalitesini kontrol etmek için kalibre edilmiş bir VNA kullanıldı. Yine, kalite güvencesi için tüm alan ölçümlerini önce her bileşeni ölçmek önemlidir. DUT ölçümü Şekil 12'degösterilmiştir. Buna karşılık, iyi bir 10 dB zayıflatıcının ölçümü Şekil 13'tegösterilmiştir. Ölçülen değerin 1750 MHz'de 9,88 dB olduğu ve 1700-1900 MHz bant genişliğiboyunca -9,5 ile -10,5 dB arasında olduğu unutulmamalıdır.
Son olarak, kablo kaybı radyo frekansı ölçümlerinde sıklıkla yapılan bir diğer önemli ölçümdür. Ölçülen kablonun özellikleri,16. Ayak başına zayıflama (dB/ft) 1 GHz'de 0,05 dB veya 0,16 dB/m idi. Üreticiye göre, 36 feet/11 m uzunluğunda ölçülen bir kablo ~ 1.8 dB belirli bir kayıp vardı. Ölçülen kayıp Şekil 14'tegösterilmiştir. 1750 MHz frekansta ölçülen kayıp -1,88 dB idi (desibelin en yakın onda birine yuvarlandığında 1,9 dB kadirdir).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig01.jpg"> Şekil 1: VNA'yı açmak. Kırmızı daire VNA güç düğmesinin konumunu temsil eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig02.jpg"> Şekil 2: İki VNA bağlantı noktası bağlı yüksek kaliteli, faz ayarı olan kablolar. Kablolar VNA'nın ön paneline 8 in.lbf ile takılır. tork anahtarı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig03.jpg"> Şekil 3: Konektörlerin temizlenmesi. (A) İç iletkenin temizlenmesi, (B) dış iletkenin ve ipliklerin temizlenmesi ve (C) konektörün basınçlı hava kullanılarak kurutularak hafifçe üflenir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig04.jpg"> Şekil 4: N tipi konektörler için 12 in.lbf. tork anahtarı. Bu anahtar, VNA kabloları ile DUT arasındaki bağlantıları sıkılaştırmak için kullanılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig05.jpg"> Şekil 5: Tip N kalibrasyon kiti. Burada gösterilen açık, kısa, yük içeren bir kalibrasyon kiti ve VNA hataları kalibre etmek için kullanılan thru standartları. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig05large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig06.jpg"> Şekil 6: Tip N kalibrasyon standartları. Kalibrasyonda kullanılan erkek ve kadın kalibrasyon standartlarının fotoğrafları. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig06large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig07.jpg"> Şekil 7: Elektronik kalibrasyon modülü. Elektronik kalibrasyon modülünün fotoğrafı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig07large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig08.jpg"> Şekil 8: GHz frekans fonksiyonu olarak bir günlük büyüklüğü arsa üzerinde kalibrasyon sonra Thru kalibrasyon kontrol. Thru değeri 1.8 GHz frekansta 0.01 dB'dir. Bu kalibrasyon sonrası GHz frekans fonksiyonu olarak thru değerini gösterir. Kalibrasyonun geçerli olduğundan emin olmak için kalibrasyon kontrolü olarak kullanılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig08large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig09.jpg"> Şekil 9: Smith Chart açıklaması. Standart empedanslar için gerçek ve hayali empedans değeri konumları sol figürde, empedans büyüklüğü değerleri ise sağ daki şekil17'degösterilmiştir. Bu Smith Chart çizimi hem soldaki gerçek hem de hayali empedansı ve sağdaki empedans büyüklüğünü gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig09large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig10.jpg"> Şekil 10: 1 ve 2 no'lu bağlantı noktaları arasına rf filtresi yerleştirilir. Ölçümler sırasında VNA kablolarının sonuna 1 ve 2 bağlantı noktaları arasına yerleştirilen bir RF filtresinin fotoğrafı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig10large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig11.jpg"> Şekil 11: Şekil 9'da belirtilen özelliklere sahip RF filtresi için ölçülen ekleme kaybı ve 3 dB Figure 9noktası. Bu, Şekil 10'dagösterilen RF filtresinin ölçümü sırasında VNA'dan bir ekran görüntüsüdür. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig11large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig12.jpg"> Şekil 12: 10 dB zayıflatıcının ölçülmesi özellikleri dahilinde değildir. Ölçülen değer 1,7 GHz'de -22.70 dB ve spesifikasyonu 10 dB ± 0,5 dB'dir. Ayrıca, artık belirtimleri içinde olmayan 10 dB'lik bir zayıflatıcının ölçümü de gösterilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig12large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig13.jpg"> Şekil 13: 10 dB zayıflatıcının özellikleri dahilinde ölçülmesi. Ölçülen değer -9.88 dB idi. Ayrıca, özellikleri içinde bir 10-dB zayıflatıcı ölçümü gösterilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig13large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60874/60874fig14.jpg"> Şekil 14: 0,05 dB/ft belirtilen zayıflama değerine sahip 36 ft (11 m) koaksiyel kablonun ölçülmesi. Kablonun uzunluğu boyunca kaybı ~ 1.8 dB olması bekleniyordu, hangi 1.87 GHz ölçülen değeri ile tutarlıdır. Ayrıca, ölçülen kaybın üreticinin belirtimleri içinde olduğunu gösteren bir kablonun ölçümü de görüntülenir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60874/60874fig14large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Calibration of Vector Network Analyzer for Measurements in Radio Frequency Propagation Channels at JoVE.com

Calibration of Vector Network Analyzer for Measurements in Radio Frequency Propagation Channels

Bu protokol, bir radyo frekansı yayılma ölçüm test sisteminin bileşenlerini ölçmek amacıyla doğru bir araç olarak kullanılmadan önce bir vektör ağ çözümleyicisini kalibre etmek için en iyi uygulamaları açıklar.

Radyo Frekansı Yayılma Kanallarında Ölçümler için Vektör Ağı Analizörükalsikalasyonu

In situ measurements of radio frequency (RF) spectrum activity provide insight into the physics of radio frequency wave propagation and validate existing ...

İyi ölçümler yapmak zordur. Bu yordam, iyi ölçüm uygulamaları geliştirmeye yardımcı olacaktır. Bu protokol izlendiğinde, VNA'lar hata ayıklama ve RF aygıtlarını ve sistemlerini hassas bir şekilde karakterize edecektir.VNA'lar bir RF cihazını veya sistemi ölçmenin en doğru yoludur. Bu tekniğin arkasındaki teori köklüdür ve bu protokolü takip etmek tutarlı ve tekrarlanabilir sonuçlar sağlayacaktır. Prosedürü gösteren Savio Tran, laboratuvarımdan bir meslektaşım olacak.Bir ölçüm başlatmadan önce, kablolar, amplifikatörler, filtreler, test altındaki cihazlar ve diğer ilgili bileşenler de dahil olmak üzere yayılma ölçüm sisteminin tüm bileşenlerini toplayın. Bu kalibrasyonda, kablo üzerindeki erkek bağlantı noktası için takılabilir bir bağlantı noktasına sahip kadın standartlarının kullanılacağını unutmayın. Ölçümden en az yarım saat önce VNA'yı açın ve önceden ayarlanmış düğmeye basın.Tüm kabloları ve konektörleri çentikler, ezikler ve kusurlu konektör iplikleri gibi belirgin aşınma belirtileri ne kadar belirgin olup olmadığını görsel olarak inceleyin ve tüm aygıtlarda ve kablo uçlarında konektörleri temizleyin. Bağlantılarından önce, VNA kablolarını birinci ve ikinci portlarla ve cihazı test altında tutarak bağlı kabloları elle sıkın. Çok az ve hiç direnç hissedilirse, Tip N bağlantıları için 12 inç lik tork anahtarı ile sıkın.VNA frekans aralığını ayarlamak için uyarıcı menüsünü açın ve frekansı seçin. Başlangıç frekansını 1, 700 megahertz'e, durma frekansını da 1,900 megahertz'e ayarlayın. Ölçüm türünü ayarlamak için yanıt, ölçü ve S21'i seçin.Bağlantı noktası gücünü ayarlamak ve ayarlamak için uyarıcıyı, gücü, gücü seçin ve bağlantı noktası gücünü sıfır dbm'ye ayarlayın. Süpürme ayarlarını ayarlamak ve ayarlamak için uyarıcıyı, süpürme kurulumünü ve basamaklı süpürmeyi seçin. Çalışma süresini sıfır mikrosaniyeye ayarlayın.Ortalama modu ayarlamak ve ayarlamak için yanıt ve ortalamayı seçin ve ara frekans bant genişliğini bir kilohertz'e ayarlayın. Görüntü veri biçimini ayarlamak için yanıt, biçim ve günlük mag'ı seçin. Ardından, görüntülenen izlemedeki veri noktalarının sayısını ayarlamak için uyarıcı, süpürme, nokta sayısını ve 1601'i seçin.Manuel kalibrasyon yapmak için yanıt, cal, kalibrasyon başlatma, kalibrasyon sihirbazı ve kılavuzsuz kalibrasyon seçin. Cal tipi seçimi altında iki bağlantı noktası kısa açık yük seçin ve belirli kalibrasyon kitindeki standartların doğru bir değerinin bilinmesi için uygun kalibrasyon kitini seçin. Sonra sonrakini tıklatın.Birinci bağlantı noktasına bağlı kabloya açık bir kalibrasyon standardı takın ve ikinci bağlantı noktasına bağlı kabloya kısa bir kalibrasyon standardı takın. Ekli açık bir ölçüm gerçekleştirmek için, bağlantı noktası bir, açık seçin ve N50 kadın açık yazın. Bir iz görünecektir.Bağlantı noktası iki deki kısa olanın bir ölçüsünü gerçekleştirmek için kısa ve n50 dişi kısa yazın' ı seçin. Bir iz görünecektir. İkinci ölçümden sonra, kalibrasyon standartlarını limanlar arasında değiştirin.Ve bağlantı noktası bir, kısa seçin ve kısa bağlantı noktası bir kısa ölçmek için N50 kadın kısa yazın. Bir iz görünecektir. İkinci bağlantı noktasındaki açık'ı ölçmek için, ikinci bağlantı noktasıüzerinde açık ve N50 dişi açık yazın'ı seçin.Ardından, bağlantı noktası birinden kısa olanı geniş bant yüküyle değiştirin. Ve bağlantı noktası bir, yükleri seçin ve bağlantı noktası bir yük ölçmek için N50 geniş bant yük yazın. Bir iz görünecektir.Ölçüm tamamlandıktan sonra, açık olan ı ve geniş bant yükünü ikinci bağlantı noktasından çıkarın ve geniş bant yükünü birinci bağlantı noktasından ikinci bağlantı noktasına aktarın. Sızıntı sinyallerini önlemek için ikinci bağlantı noktasından açık olan bağlantı noktasını birinci bağlantı noktasına yerleştirin. İkinci bağlantı noktasında, yükleri seçin ve N50 geniş bant yükü yazın.Bir iz görünecektir. Bir ve iki numaralı bağlantı noktalarına bağlı kablolar arasına bir kalibrasyon standardı yerleştirin ve kalibrasyon standardını ölçmek için geçerliliği seçin. Birden çok iz görünür.Tüm standartlar üstlerinde bir onay işareti ne zaman, sonraki seçin ve kullanıcı CalSet olarak kaydedin. Sonra kalibrasyon için bir ad girin ve kaydet'e tıklayın. Kalibrasyonu kontrol etmek için, bir ve iki numaralı bağlantı noktaları arasındaki kablolara belirgin aşınma belirtileri olmadan bir bağdaştırıcı bağlayın ve yanıt, ölçek, ölçek seçin ve bölüm başına 0,1 desibel ayarlayın.Ekleme kaybını ölçmek için uyarıcı menüsünü, tetikle'yi ve tek'i seçin. Frekans aralığında tek bir süpürme görünür. Thru kontrol edildikten sonra, her bölüm değerini 10 desibel'e döndürmek için yanıt, ölçek ve ölçek seçin.S11'i ölçmek için uyarıcı menüsünü, tetikle'yi ve tek'i seçin ve yanıt, ölçü ve S11'i seçin. Bileşenleri ve sistem kayıplarını ölçmek için önce test altındaki cihazı VNA'ya bağlayın ve yanıt, ölçü ve S21'i seçin. Test altındaki aygıtı ölçmek için uyarıcı menüsünü, tetikle'yi ve tek'i seçin ve verileri seçerek verileri görüntülenen izleme biçimi izleme dosyası olarak kaydedin.Kapsamı görüntülenen izlemelere, biçimgörüntülenecek biçime ayarlayın ve iki bağlantı noktası S parametrelerini kaydeden csv veya s2p his türünü seçin. Bandpass filtresinin test sonuçlarını kontrol etmek ve analiz etmek için, filtrenin ekleme kaybını bulmak için işaretanalizi, işaretleyici araması ve max'i seçin. İşaretleme çözümlemesi, işaretleyici, işaretleyici seçin ve ölçülen filtrenin merkez frekansını ayarlamak için işaretçi 1,802 megahertz işaretçisi için uyarıcıyı ayarlayın.Açılan menüden, işaretçi ikiyi seçin ve işaretçi frekansını merkez frekansındaki ölçülen kaybın altında üç desibel olan noktaya düşürmek için düğümü hareket ettirerek üzerindeki kutuyu işaretleyin. Başvuruyu seçin ve üzerindeki kutuyu işaretleyin. Ardından işaretçi üç'ü seçin, üzerindeki kutuyu işaretleyin ve delta işaretçi kutusunu işaretleyin.Daha sonra işaretçi üç için uyarıcıyı delta üç'ün sıfıra en yakın olduğu noktaya ayarlayın. Filtrenin üç desibel bant genişliği delta üç tarafından görüntülenir. Manuel kalibrasyon seçili değilse, elektronik kalibrasyon seçeneğini seçin ve elektronik kalibrasyon kitini birinci ve iki numaralı bağlantı noktaları arasındaki kablolara takın.Yanıt, kalibrasyon seçin, kalibrasyonu başlatın, kalibrasyon sihirbazı seçin ve elektronik kalibrasyon kullanın. İki bağlantı noktası elektronik kalibrasyon ve uygun modül ve karakterizasyon seçin ve sonraki tıklatın. Ardından kalibrasyon standartlarını ölçmek için ölçü'ye tıklayın.Kalibrasyonun sonunda, kalibrasyon verilerini kaydetmek için kullanıcı CalSet olarak kaydet'i tıklatın. Bu temsili analizde, filtre üreticinin özelliklerine danışıldıktan sonra ölçüldü. Görüldüğü gibi, ekleme kaybı yanı sıra üç desibel noktaları tespit edilmiştir.Burada eksi 22.70 desibel olarak ölçülen hasarlı 10 desibel zayıflatıcı bir ölçümdür. Karşılaştırma için, bu şekilde, iyi bir 10 desibel zayıflatıcı ölçümü görülebilir. Ölçülen değerin 1, 700 ila 1, 900 megahertz bant genişliğinin tamamında eksi 9,5 ile eksi 10,5 desibel arasında belirtilen aralıkta olduğunu unutmayın.Kablo kaybı radyofrekans ölçümlerinde sıklıkla yapılan bir diğer önemli ölçümdür. Örneğin, bu analizde, ölçülen kayıp eksi 1.88 desibel 1, 750 megahertz frekansında idi. Ölçüm yapmaya devam etmeden önce iyi bir kalibrasyona sahip olup olmadığınızı her zaman kontrol ettiğinizden ve bir cihazı ölçtükten sonra ölçüm parametrelerini belirtim sayfasıyla doğruladığınızdan emin olun.Tezgahın üstünde bir VNA ile iyi ölçüm uygulamaları kullanmak, diğer cihazlarda ve karmaşık ortamlarda güvenilir ve doğru ölçümleranlamına gelir.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Operational Amplifiers

SCIENTISTS IN ACTION

Frequency Mixing Magnetic Detection Scanner for Imaging Magnetic Particles in Planar Samples

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. ...

Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs

Üretimi ve tutarlı Pulsed kuantum frekansı Combs kontrolünü

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional ...

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Radyo frekansı Magnetron GdBa2Cu3O7−δfışkırtması / La0,67Sr0,33MnO3 yarı bilayer Filmler SrTiO3 (STO) tek-kristal yüzeyler üzerinde

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Carrier Lifetime Measurements in Semiconductors through the Microwave Photoconductivity Decay Method

Taşıyıcı ömür boyu ölçümlerde mikrodalga Photoconductivity çürüme yöntemi aracılığıyla yarı iletkenler

This work presents a protocol employing the microwave photoconductivity decay (&#956;-PCD) for measurement of the carrier lifetime in semiconductor ...

Full-field Strain Measurements for Microstructurally Small Fatigue Crack Propagation Using Digital Image Correlation Method

Microstructurally küçük yorgunluk ölçülerini tam alanlı zorlanma dijital görüntü korelasyon yöntemi kullanarak yayma çatlamak

A novel measurement approach is used to reveal the cumulative deformation field at a sub-grain level and to study the influence of microstructure on the ...

Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

Controlled nanoscale manipulation of fluids is known to be exceptionally difficult due to the dominance of surface and viscous forces. Megahertz-order ...

Simulating Imaging of Large Scale Radio Arrays on the Lunar Surface

Ay YüzeyindeKi Büyük Ölçekli Radyo Dizilerinin Görüntülenmesini Simüle Etme

In recent years there has been a renewed interest in returning to the Moon for reasons both scientific and exploratory in nature. The Moon provides the ...

Calibration Procedures for Orthogonal Superposition Rheology

Ortogonal Süperpozisyon Reolojisi için Kalibrasyon Prosedürleri

Orthogonal superposition (OSP) rheology is an advanced rheological technique that involves superimposing a small-amplitude oscillatory shear deformation ...

Continuous-Wave Propagation Channel-Sounding Measurement System - Testing, Verification, and Measurements

Sürekli Dalga Yayma Kanal Ses Ölçüm Sistemi - Test, Doğrulama ve Ölçümler

Channel sounders are used to measure channel characteristics for radio systems. There are several types of channel sounders used today: continuous-wave ...