解读时域网络分析仪的测量数据可以从以下几个方面进行:
1. 时域反射测量(TDR)数据解读
- 阻抗不连续性识别:在TDR测量中,时域网络分析仪会显示传输线上的反射电压波形。通过测量入射电压与反射电压之比,可以计算出传输线上每个阻抗不连续点处的阻抗值。例如,如果反射电压与入射电压的比值为0.5,表示该点的阻抗为2倍的特性阻抗。
- 故障定位:反射电压波形的时间轴表示信号从发射到反射回来的时间。通过信号的传播速度(通常在介质中为光速的一定比例,如聚乙烯介质的速度换算系数为0.66)可以计算出故障点的位置。例如,如果信号的传播速度为2×10^8 m/s,反射时间是10 ns,则故障点距离发射端的距离为1 m。
2. 时域传输测量数据解读
- 传输延迟和电长度:在时域传输测量中,横轴表示时间,纵轴表示传输系数或传输损耗。通过测量信号的传输延迟,可以计算出传输线的电长度。例如,如果信号的传输延迟为5 ns,传播速度为2×10^8 m/s,则电长度为1 m。
- 传输损耗:对数幅度格式显示的是以dB为单位的传输损耗,表示信号在传输过程中的衰减程度。线性幅度格式则显示传输系数,表示信号的传输效率。
3. 时域低通模式数据解读
- 阻抗类型识别:低通模式的时域响应可以描述阻抗不连续性所在的位置以及阻抗变化的类型(电阻型、电容型或电感型)。例如,电容性不连续性通常表现为反射电压波形的正向尖峰,而电感性不连续性则表现为负向尖峰。
- 时间分辨率:低通模式的时域响应具有较高的时间分辨率,可以更精确地定位阻抗不连续点。通过调整窗口函数和采样频率,可以进一步提高时间分辨率。
4. 时域带通模式数据解读
- 阻抗失配位置识别:带通模式的时域响应可以识别发生阻抗失配的位置,但不能确定失配的类型。带通模式适用于显示响应的幅度,特别是对于那些工作频率有一定限制范围的器件。
- 幅度信息:线性幅度格式显示的是反射系数的平均值,对数幅度格式显示的是回波损耗的平均值。这些数据可以帮助识别幅度差异较大的多个事件。
5. 窗函数的应用
- 动态范围改善:窗函数的应用可以改善时域测试的动态范围,通过滤波频域数据,产生旁瓣较低的冲激激励,从而提高观察幅度差别较大的多个时域响应的有效性。
- 冲激宽度与频率跨度:窗函数的应用会增加冲激宽度,但可以减少过冲和振铃现象。冲激宽度与测量频率跨度成反比,增大测试频率跨度可以减小冲激宽度,提高分辨率。
6. 选通操作
- 去除不需要的响应:选通操作可以有选择地去除或加入时域响应,从而改善响应的质量。经过选通的频率响应与器件的真实频率响应更接近,可以更准确地分析器件的特性。
- 避免频域振铃:选通函数在频域中先要经过加窗口处理,以避免在时域中存在很陡的过渡部分,从而引起频域中的振铃。
通过以上方法,可以有效地解读时域网络分析仪的测量数据,从而对5G通信系统中的传输线、射频器件、天线等进行精确的性能评估和故障诊断。