1. 产品简介
VNA6 是一款便携式矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer, VNA),测量频率范围 1MHz ~ 6GHz,可测量 S11 和 S21 参数。其中,S11 动态范围 50dB,S21 动态范围 65dB。
VNA6 可用于测试 MF/HF/VHF/UHF/SHF 频段的各类天线,如短波天线、ISM 频段天线、WiFi 天线、蓝牙天线、GPS 天线等,也可用于测量滤波器、放大器、衰减器、电缆、功分器、耦合器、双工器等射频组件,并支持幅频曲线、相频曲线、驻波比、史密斯圆图、极坐标、群时延等多种显示格式。此外,VNA6 还具有 TDR 功能,可用于测量电缆长度。
VNA6 采用全金属机壳设计,坚固耐用,并可有效屏蔽电磁干扰。机身尺寸 125mm x 75mm x 20mm,小巧便携。机身采用 SMA 型射频接头,并配备了高品质 SMA 延长缆,方便连接各类被测件。得益于优化设计的高速处理系统,VNA6 具有 200 点/秒的测量速度,扫描点数最大可设置为 1001 点。显示屏采用 3.97 寸高亮 IPS 电阻触摸屏,户外场景下屏幕内容清晰可见。
VNA6 采用全触屏设计,用户可快速设置频率、刻度、开/关迹线、添加/删除标记点、截屏等,操作便捷流畅。
VNA6 内置 5000mAh 锂电池,续航时间可达 4.5 小时以上。充电接口采用 USB Type-C,使用附赠的 Type-C 电缆即可对设备充电,也可用于数据传输和固件升级。
2. 产品特点
- 频率范围:1MHz – 6.3GHz;
- S21 动态范围:65dB,S11 动态范围:50dB;
- 采用 3.97 寸高亮 IPS 电容触摸显示屏,户外场景下屏幕内容清晰可见;
- 全金属机壳,有效屏蔽电磁干扰,确保测量精度;
- 机身采用 SMA 型射频接头,方便连接各类被测件;
- 全触屏设计,操作便捷流畅;
- 机身尺寸 125mm x 75mm x 20mm,小巧便携;
- 内置 5000mAh 的锂电池,续航时间可达 4.5 小时以上;
- 支持 TDR 和 DTF 功能,可用于测量电缆长度;
- 可同时显示 4 条参考迹线;
- 可设置多达 4 个标记点,标记栏可在屏幕任意位置拖动;
- 具有 32 个校准状态保存槽位(快速回调);
- 采用 USB Type-C 接口充电,充电电压 5V;
- 设计有一个 USB 5V 电源输出接口,可对外供电;
- 通过虚拟 U 盘方式升级固件,无需编程器,使用 Type-C 数据线即可进行固件升级;
- 配备高品质 SMA 校准件和 20cm RG405 SMA 延长缆;
- 支持中文、英文、俄文语言操作界面;
- 屏幕亮度可调节。
3. 技术指标
| 参数 | 技术指标 | 说明 |
|---|---|---|
| 频率范围 | 1MHz ~ 6.3GHz | |
| 射频输出功率 | 10dBm(Max) | |
| 频偏 | <±1ppm | |
| S21 动态范围 | 65dB / 60dB | < 3GHz / > 3GHz |
| S11 动态范围 | 50dB / 40dB | < 3GHz / > 3GHz |
| 扫描点数 | 1001 | 可设置为 101-1001 |
| 迹线数 | 4 | |
| 标记点数 | 4 | |
| 校准结果存储数 | 32 组 | |
| 扫描时间 | 200 点/秒 | |
| 显示屏 | 3.97 寸 IPS LCD | 分辨率 800x480 |
| 触摸屏 | 电阻式 | |
| 电池 | 3.7V 5000mAh | |
| 充电/数据接口 | USB Type-C | |
| 充电电压 | 4.7V - 5.5V | |
| 电源输出 | USB 5V/1A | |
| 射频接口 | SMA | |
| 外形尺寸 | 130 x 75 x 22mm | |
| 外壳材质 | 铝合金 | |
| 工作温度 | 0℃ - 45℃ |
4. VNA 基础知识
矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer, VNA)是射频和微波领域最常用的仪器,可用于测量被测件(Device Under Test, DUT)的反射和传输特性,例如,可测量天线阻抗、电缆损耗、滤波器、功分器、耦合器、双工器、放大器等。
注意,这里所说的“网络”并非指计算机网络。“网络分析仪”这个名称早已有之,当时计算机网络尚未出现,那时但凡提到“网络”总是指电气网络。时至今日,当我们讨论网络分析仪所测量的对象时,我们指的是器件、组件等。
VNA6 是一款双端口的便携式矢量网络分析仪,可用于测量单端口网络的 S11 参数,也可用于测量双端口网络的 S11 和 S21 参数。如果需要测量双端口网络的 S22 和 S12 参数,可以通过交换测量端口实现。
矢量网络分析仪在使用前必须经过校准,校准的方法参见本文第 6 节。
5. 用户界面
5.1 主界面
主界面包含以下关键元素:
- 起始频率:显示当前扫频范围的起始频率。
- 校准状态:O 表示已经过开路校准;S 表示已经过短路校准;L 表示已经过负载校准;T 表示已经过直通校准。
- 结果保存状态:* 表示当前使用的数据是临时数据,结果尚未保存,关机后会丢失。大写字母 C 后面的数字表示校准结果的存储编号,有 0-4 页总共 32 组,可通过【预设】→【应用预设】调取编号对应的校准结果。
- 图形通道:显示当前颜色对应图表的通道。
- 扫描点数:显示当前扫频状态的扫频点数。
- 终止频率:显示当前扫频范围的终止频率。
- 扫描进度:显示当前扫频完一帧的进度。
- 暂停扫频:扫频完一帧之后暂停当前扫频,会改变按钮状态,再次按下可重新开启扫频。
- 当前图表:当前可打开或关闭的图表。
- 展开列表:展开功能列表。
- 电池电压:实时显示内置锂电池的电压及电量,当电池标志变红时建议充电。
- 左刻度表:可设置刻度间隔和上下移动刻度表。
- 标记信息:当前已打开的标记信息,橙色为当前选中的标记。
- 标记位置:标记在屏幕上的位置,可软件移动、按键移动或在屏幕上拖动。
- 右刻度表:可设置刻度间隔和上下移动刻度。
5.2 菜单
菜单位于屏幕右侧,默认隐藏,可以通过从上到下短按第一个物理按键 MENU 调出菜单。
5.3 键盘
键盘包含数字、小数点、单位、退格、Ok 等按键,输入的数值会在键盘上方文本框显示;文本框上方显示当前设置的值。退格键用于删除已输入的内容。当输入为空时,Ok 键无效,直接退出输入键盘状态。
例如:输入 433.92MHz,输入 433.92 然后点击 M;输入 2.4GHz,输入 2.4 然后点击 G。
6. 菜单功能
6.1 扫描
【扫描】菜单包含【中心频率】、【扫宽频率】、【起始频率】、【终止频率】、【扫描点数】、【切换频率、TDR 或 DTF 数据显示】等选项。
- 中心:点击【中心】设置扫频中心频率。
- 扫宽:点击【扫宽】设置扫频扫宽频率。
- 起始:点击【起始】设置扫频起始频率。
- 终止:点击【终止】设置扫频终止频率。
- 点数:点击【点数】选择扫频点数,可选择 101~1001 的任意数值。
- 切换频率、TDR 或 DTF 的数据显示。
6.2 校准
【校准】菜单包含【开路】、【短路】、【负载】、【直通】。开始校准之前需要准备好以下配件:
- SMA 开路校准件;
- SMA 短路校准件;
- SMA 负载校准件;
- SMA-JJ RG405 电缆;
- SMA 直通转接头(可选)。
首先需要设置适当的频率范围,设置方法参见 6.1 节。
步骤①:将开路校准件连接至 PORT1 端口或与 PORT1 端口连接的电缆末端。点击【开路】,菜单会提示校准中,等待 2-3 秒后校准结束,【开路】选项背景变成绿色,同时屏幕图表底部信息栏出现“O”,表明开路校准完成。
很多情况下我们需要使用电缆连接被测件,此时电缆成为了整个测量系统的一部分,在校准时需要将电缆的末端作为 VNA 的端口,以减小误差。
步骤②:将短路校准件连接至 PORT1 端口或与 PORT1 端口连接的电缆末端,点击【短路】完成短路校准。
步骤③:将负载校准件连接至 PORT1 端口或与 PORT1 端口连接的电缆末端,点击【负载】完成匹配校准。
步骤④:用电缆和转接头(可选)将 PORT1 和 PORT2 直连,点击【直通】完成直通校准。
VNA6 在校准完成后应具有如下特性:
- PORT1 开路时,S11 史密斯迹线汇聚在史密斯圆最右侧,S11 幅频迹线在 0dB 附近,S21 幅频迹线幅度越低越好;
- PORT1 短路时,S11 史密斯迹线汇聚在史密斯圆最左侧,S11 幅频迹线在 0dB 附近,S21 幅频迹线幅度越低越好;
- PORT1 接 50 欧姆负载时,S11 史密斯迹线汇聚在史密斯圆圆心位置,S11 幅频迹线和 S21 幅频迹线幅度越低越好;
- PORT1 和 PORT2 直连时,S11 史密斯迹线在史密斯圆圆心附近,S21 幅频迹线在 0dB 附近,S11 幅频迹线幅度越低越好。
6.3 设备
【设备】菜单包括【屏幕亮度】、【语言】、【关于】、【翻转屏幕】、【预设】菜单项。
- 屏幕亮度:显示当前屏幕亮度百分比,可手动拖动调节亮度百分比。
- 语言:当前支持中、英、俄三种语言,可点击自由切换,绿色背景的按钮为当前设置的语言。
- 关于:显示 VNA6 系统信息,包括 Model(设备名称)、Version(设备版本)、Build time(生产时间)、Frequency(频率范围)、Detail(公司网站)、Based on(基于结构)、Battery(电量)、User info(设备信息)。
- 翻转屏幕:点击会翻转 180°。
- 预设:点击非【空】的组可调取校准结果和设置,菜单会显示相对应的设置。
7. 列表展开功能
7.1 列表界面
一共有四个按钮显示对应的开关状态。
7.2 标记关闭页面
开启可点击开启按钮将标记打开。
7.3 标记开启页面
- ①:当前标记所在的频率点,可点击打开键盘输入快速定位频率点;
- ②:左移当前标记;
- ③:右移当前标记;
- ④:关闭当前标记。
7.4 控制按钮页面
范围:① 左边图表的刻度向上移动;② 左边图表的刻度向下移动;③ 右边图表的刻度向上移动;④ 右边图表的刻度向下移动。
格式:切换其他图表显示,点击图表后会出现选择页面,箭头表示替换需要的图表到哪个按钮上,按钮 1、2、3、4 的对应关系如箭头所示。
设置:切换箭头对应的图表通道。
8. 固件升级
使用附赠的 USB Type-C 电缆将 VNA6 连接到 PC 机的 USB 口,开机前从上到下按住第二个物理按键 Fn 再打开开关,设备屏幕会出现提示信息。
打开固件升级程序,按照顺序点击,下载完成后设备会自动重启。注意第二步勾选的是 USB 串行设备。