圖4：對數(shù)幅度-頻率、SWR、相位-頻率、群時延

二、S21參數(shù)測量

S21參數(shù)可以表征在指定頻率范圍內(nèi)的插入損耗，在經(jīng)過一個完整的校準(zhǔn)后可以進(jìn)行高精度的測量。頻率響應(yīng)的測量功能可以用于測量濾波器（見圖5）或放大器的帶寬。

圖5：S11 SWR測量（左）、S21插入損耗（對數(shù)刻度）測量（右）

類似于S11測量，也可以用RSAxN測量S21的相位、插入損耗和群延遲（見圖6）。

圖6：插入損耗(綠色)、相位(藍(lán)色)和群延遲 (粉色)的S21測量

三、故障點距離測量DTF

DTF是S11測量的擴(kuò)展應(yīng)用，是為了定位線纜故障的距離，在頻域中測量被測電纜的反射。DTF首先通過比較反射信號和跟蹤源創(chuàng)建的參考信號來確定頻段范圍內(nèi)的反射向量，然后執(zhí)行快速傅里葉逆變換（IFFT）。結(jié)合線纜模型的特征，就能夠快速確定反射傳播的距離，準(zhǔn)確定位線纜中的故障點。為了進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性，DTF的算法中還考慮補(bǔ)償了傳輸過程中發(fā)生的衰減損耗。

圖7顯示了DUT的頻率范圍(S11)和DTF測量結(jié)果(兩根線纜之間有連接器，末端匹配50 Ω)。在S11的一定頻率范圍內(nèi)測量顯示時，故障點只能被粗略地捕捉。但在DTF中，很容易得到故障點的精確距離。

圖7：S11對數(shù)數(shù)量級（左）、相同組件的DTF時間視圖（右）

四、校準(zhǔn)

精確測量的前提是校準(zhǔn)。校準(zhǔn)可以將系統(tǒng)誤差最小化，從而得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

S11/DTF校準(zhǔn)

D =方向性誤差：來自定向耦合器的非理性特性

Ms=源匹配誤差:來自VNA信號源的阻抗失配

TR= 跟蹤誤差:來自于用于信號分離器件(如定向耦合器)、混頻器和內(nèi)部檢測器的元器件的頻率響應(yīng)。

以下是一個單端口測量的誤差模型極其公式:

圖8：單端口測量的誤差模型

負(fù)載校準(zhǔn)：使用50Ω阻抗[負(fù)載]時，S11A為0，S11M = D（測量定向耦合器的方向性誤差）。VNA可將校準(zhǔn)后的頻率范圍內(nèi)的方向性誤差[D]降至最低。校準(zhǔn)后，RSA5000N的方向性誤差約為-40dB。

短路/開路校準(zhǔn)：從DUT的角度看，源[Ms]不匹配，這會在DUT與系統(tǒng)之間形成反射環(huán)路。當(dāng)DUT顯示不匹配時，可以看到此誤差。此外，連接器、電纜、內(nèi)部耦合器、檢測器導(dǎo)致頻率響應(yīng)誤差[TR]。在開路（ S11A= 1）和短路（ S11A= 1）校準(zhǔn)下，將產(chǎn)生兩個含有因子 Ms和 TR的方程式。

開路/負(fù)載/短路和直通校準(zhǔn)件應(yīng)該是理想的，例如短路反射系數(shù) = 1，但實際不是。例如，開路包含雜散電容，短路則包含電感。RIGOL的校準(zhǔn)套件CK106A（DC – 6.5 GHz）和CK106E（DC – 1.5 GHz）補(bǔ)償參數(shù)已經(jīng)集成到RSAxN版本中，可以進(jìn)行精確的校準(zhǔn)。如果使用其它校準(zhǔn)套件，則需要根據(jù)所使用的校準(zhǔn)套件參數(shù)自定義。

圖9：帶通濾波器的測量：端口末校準(zhǔn)測量（細(xì)線）和直通校準(zhǔn)后測量（粗線）