網絡分析儀在廣播發射機中的應用分析

汪源

摘要：進入新世紀的第二個十年，電信信息技術得到了快速發展，時下許多電子產品都帶有網絡分析模塊，核心元件就是網絡分析儀。網絡分析儀具有較高的精確性，在電子產品的應用中體現出了強大的功能。

關鍵詞：網絡分析儀；發射機；應用分析

中圖分類號TP2 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0064-02

近幾年，網絡分析儀在廣播發射機中的射頻元件以及一部分線性元件中得到了廣泛應用并發揮了巨大的作用。以文詳細介紹網絡分析儀的工作原理和使用方法，重點分析網絡分析儀在廣播發射機中所起到的作用。

1.網絡儀的概述

1.1網絡分析儀的概念

網絡分析儀是一種測量儀器，它自身結構中內置了信號發生元件，可以在特定頻帶內進行掃描工作，對各個電器元件進行測量，也可以對網絡參數進行辨認，是一種功能比較強大的新型測量設備，隨著相關技術的逐漸成熟，網絡分析儀在人們日常的工作與生活中受到了廣泛應用，成為越來越不可缺少的基礎設備。無論是有源元器件還是無源元器件，它都可以對其散射參數進行測量。此外，它還可以檢查單雙口網絡復數參數以及電路的好壞。對網絡分析儀進行合理運用并正確操作，可以大大提高測量的精確程度，尤其是在射頻元件的測量方面，在不同系統和設備中網絡分析儀都可以體現出極強的兼容性。

1.2工作原理

網絡分析儀是一種精確度較高、應用范圍較廣的測量儀器，我們在對其他元件進行測量之前一定要先了解網絡分析儀的工作原理，才能夠在最大程度上將它的功能發揮到最大并成功了解被測量元件了具體情況。網絡分析儀不僅可以對單端口網絡進行測量也可以對多端口網絡進行測量，簡單來講，單端口網絡在本質上來說也是一種多端口網絡，本文以多端口網絡的測量為模板對矢量網絡分析儀的工作原理進行介紹。

一個任意多端口網絡的各端口終端均匹配時，由第n個端口輸入的入射行波an將散射到其余一切端口并發射出去。若第m個端口的出射行波為bm，則n口與m口之間的散射參數Smn=bm/an。一個雙口網絡共有四個散射參數S11、S21、S12和S22。當兩個終端均匹配時，S11和S22就分別是端口1和2的反射系數，S21是由1口至2口的傳輸系數，S12則是反方向的傳輸系數。當某一端口m終端失配時，由終端反射回來的行波又重新進入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一個行波am入射到m口。這樣，在任意情況下都可以列出各口等效入射、反射行波與散射參數之間關系的聯立方程組。據此可以解出網絡的一切特性參數，如終端失配時的輸入端反射系數、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數等。單端口網絡可視為雙口網絡的特例，在其中除S11之外，恒有S21=S12=S22。對于多端口網絡，除了一個輸入和一個輸出端口之外，可在其余一切端口都接上匹配負載，從而等效為一個雙端口網絡。輪流選擇各對端口作為等效雙口網絡的輸入、輸出端，進行一系列測量并列出相應的方程，即可解得n端口網絡的全部n2個散射參數，從而求出n端口網絡的一切特性參數。

在實際測量工作開始之前需要對網絡分析儀本身進行測量，需要用到已知阻抗的標準器（比如一個匹配負載、一個開路、一個短路），也就是我們常說的標準測量。在網絡測量不存在誤差的情況下，將理想結果與所測量得到的實測結果進行對比，進而對所測元件出現的誤差進行調試，用同樣的方法將所有頻率點進行修正與校準。共測量與計算的復雜程度較高，通常會引入計算設備。

1.3使用方法

利用網絡分析儀進行測量工作之前相關測量人員一定要了解儀器的操作步驟，合理運用儀器才能保證儀器所測量數值的精確性。網絡分析儀器的控制面板中主要包含電源開關、設備狀態區、標記分析區、激活通道軌道區、軟驅、輸入區、導航區、響應區、激勵區、測試端口、前USB區、以及監視器等元件。

在進行測量之前先要對網絡分析儀的有關參數進行設置，在進行源參數設置時需要重點注意儀器的功率、帶寬以及頻率。在連接OUT時需要注意儀器運行狀態和適配器；設置監視器的顯示格式以及s參數測量；最后測定測量目標并對響應狀態進行觀察，查看網絡分析儀的運行狀態是否正常，如果運行正常就可以將OUT移除；若運行狀態出現異常則需要結網絡分析儀進行重新調整。當測量工作正式開始時，連接OUT并設置合適的校正參數，記錄完畢后正式對被測量產品進行測量。

2.網絡分析儀在廣播發射機中的應用

隨著無線通訊技術的快速發展，廣播發射機技術逐漸融入到居民的日常生活中，其中受到最廣泛應用的是中短波廣播發射機技術，這種技術的使用一定程度上緩解了我國目前波段緊張的問題。中短波廣播發射機具有功率大、傳輸穩定性高、傳輸質量高、傳出效率高等特點，基本實現自動化、數字化以及固態化。這些優勢極大地促進行中短波發射機的推廣與普及。然而大功率PSB中短波發射機一個最大的缺陷就是輸出網絡的阻抗匹配問題，這種需要引入網絡分析儀對廣播發射機進行輔助測試。

2.1廣播發射機的結構

一般情況下，廣播發射機由4個部分構成，分別是射頻部分、音頻調制部分、控制部分以及電源部分。對于整個廣播發射機來說，最重要的是射頻部分中的就是射頻模塊中的諧波慮波器，它通過基波來對高次諧波進行過濾，使其接收的頻段與發射的頻段相一致。

2.2網絡分析儀對廣播發射機的重要意義

一般情況下，射頻系統不穩定是造成廣播發射機故障的主要原因，約有30%的故障停播時長是由廣播發射機內部的天饋線系統造成的。合理地使用網絡分析儀可以有效避免此類事故的發生，它可以在故障發生之前監測出網絡不匹配問題并發出警報，如果問題得到即時的解決就可以保證廣播節目順利且流暢地播出。

網絡分析儀的功能十分強大，其功能項目主要包括頻域測試功能和時域測試功能。頻域測試功能可以對諧波濾波器進行檢測并對內部其他元件進行調試，最大程度上降低廣播發射機發生故障的機率。

2.3網絡分析儀對諧波濾波器的調整

對諧波濾波器進行調整之前需要對事先設定網絡分析儀的相關參數，其設定主要分為5步：第一，設定網絡分析儀的終止頻率和起始頻率；第二，設定標準電阻；第三，校準設備儀器，主要進行負載校對、短路校對以及開路校對；第四，設置監視器的顯示方式；第五，鉤選顯示標記，使監視器顯示基本單位。

在對諧波濾波器進行調整時需要松開傳動機構與3個電容連軸；再從網絡分析儀監視器所顯示出的相關數據來對電容進行調整，直到原理圖中電抗虛部數值為零，實部電阻達到標準值；最后調整頻率以符合標準的諧波濾波數值，同時記錄下分析儀監視器上所顯示的虛部與實部的數值，最后將儀器調整到其他頻率值進行復查。

3.結論

網絡分析儀中的許多功能都可以運用于廣播發射機中，可以大大提高廣播發射機的運行穩定效果。網絡分析儀中也可以有效避免廣播發射機在進行廣播播出時出現事故，真正實現“既經濟、又安全、高質量、不間斷”的播音目標。合理運用網絡分析儀可以有效降低廣播發射機的損耗，提高廣播發射機內部貴重元件的使用壽命，實現廣播發射機可靠、安全、持續、準確、高效的傳輸效果。