频谱仪的原理与测试应用：

1. 射频信号一般都经过调制，信号有很多频率分量，无法通过示波器观察。

2. 通过把每个频率分量及其幅度都显示出来，这就是频谱仪的作用。

频谱仪的工作原理：

1. 超外差混频原理

2. 对输入信号进行采样，通过快速傅里叶变换获得。

射频输入--衰减器--预选器或低通滤波器--混频器(LO--基频--低通滤波器)--中频放大器--中频衰减--中频滤波器--对数放大器--检波器(数字/二极管)--视频滤波器--显示屏显示(具有扫描同步的显示)

混频器：

1.混频器的关键指标：

1）端口驻波和隔离度

2）本振功率

3）变频增益

4）线性度（P-/IP3）

5）噪声系数

2. 无源混频器：二极管构成：

优点：带宽大，偶阶互调小

三端口：RF，LO，IF

混频器测试方案：

1. 方案1：网分；

2. 方案2：信号源+矢量频谱仪

仿真设计

1. 3dB-90°耦合器；

射频匹配技巧：

设备：任意i波形发生器，射频信号发生器，超宽带示波器(90GHz)，高性能误码率测试仪，4端口矢量网络分析仪20GHz，频谱仪：3Hz~50GHz，EMC：频谱仪，高精度数字万用表；宽带采样示波器，精密型电容电感测量仪E4980A/LCR电桥，双面探针台，

1. ADS优化调试：

射频匹配调试流程：

1. 匹配前准备：1）射频校准仪器，2）cable端口延伸，3）制作测试治具，4）调试用小料--电容电感等，

2. 网分S参数调试：1）端口回波损耗，2）通路插损，3）圆图阻抗位；

3. 匹配原件更换：器件焊接

4. 确认无源匹配效果：1）确认额阻抗在原图上的移动趋势，2）确认匹配目标是否达成

5. 网分导出SNP，ADS导入SNP，然后进行仿真；

其实也可以用smith chart来找到合适的电容电感。

6. 通过网分测试链路，就不用考虑走线阻抗等，直接得到S参数。

天线阵的天线之间的间距是半波长的距离。

天线拆卸：

1. 天线增益：与方向性有关，高增益天线是牺牲其它方向，增强某些方向的辐射，构成在该方向上，辐射更强，

2. 天线辐射方向图

独立天线的隔离度：

1. 拉开两个天线的距离；大约可以优化到-33dB，但距离太远；

2. 两个天线之间采用垂直极化；可以优化到-30dB，甚至更大

或者左旋与右旋极化配合提升隔离度；

3. 天线之间加隔离墙：可以优化到-40dB，

4. 板载天线因为板内GND电流的原因，无法采用垂直极化提升隔离度，可以通过增加退耦网络匹配的方式提升隔离度；

天线隔离度：

测试两个二天线的S21参数。

多天线系统：多种系统的不同种类的天线

多频段载波聚合：

Massive MIMO：

1.极化失配，会明显降低天线的S21；

同相天线阵+反射板：

1. 2个偶极子天线：圆锥状，是为了扩展带宽；

2. 馈线：有粗有细，具有功分功能。

3. 天线板穿过反射板，与反射板之间的角度为55度；

4. 天线的带宽与反射板无关，只与天线本体有关；

八木天线：用4平方mm的铜线做的；杆子只能很细，不能粗。这又导致八木天线带宽变窄；

- 天线增益单位dbi和dbd。
源天线：只在理论中存在。每一个方向的增益都是0dBi。0dbd = 2.15dbi.

实现高增益的方法：

1. 增加反射板

2. 圆波导

3.龙勃透镜

续：

天线阵实现高增益，并且可控；

1. 同相共线天线阵：在同一个馈源上实现；

平衡同相共线天线阵：每一段都是半波长，之间有陷波器--一般采用LC或180度反向器实现(相当于带阻或者带通滤波器)，可以实现双频天线

2. 寄生阵/八木羽田天线：

3. 混合天线：天线阵+反射器

3款2.4G频段的高增益天线的制作：

2.4G频段高增益天线：

点源天线的每个方向的辐射都是0dBi，是一个标准圆；

天线的xxdBi是指其天线最大辐射方向的增益；

一个标准的偶极子天线的增益时0dBd(后面哪个d时dipole的意思)，等于2.15dBi；呈苹果形态。

相控阵天线一般都有几十dBi；

微波对传天线：大带宽，频率高，增益？

锅盖(抛物面)天线：星地传输，一般有？增益

实现高增益天线的几种方法：

1. 天线的辐射方向图压缩；

2. 反射方式；--反射板，天线与反射板之间的距离一般是半波长。

--反射抛物面，馈源在抛物面的焦点，馈源向抛物面发射电磁波(圆波导+圆锥喇叭)，抛物面再发射

3. 透镜聚焦方式；--龙勃(龙波？)透镜天线，比相控阵方便控制，容易实现波束成形辐射

4. 光纤传输方式

线极化天线采用垂直相交实现垂直极化，就不会互相干扰。

天线测试报告：

网分测试数据S11：

1.有三种呈现方式：

1）驻波 3以下

2） 阻抗圆图

3）回波损耗 -10dB以下

当有多个天线时，还需要关注天线之间的隔离度：

隔离度指标：网分测试S21数据，就是两个天线之间的隔离度指标。

传导功率+天线效率=TRP数据(总全向辐射功率)

E面和H面

灵敏度+天线效率=TIS数据(总全向接收灵敏度)

E面和H面

终端设备，50%的天线效率很不错

peak gain=天线效率Ex方向性系数D

天线暗室：

 用来测试天线性能的一整套测试系统。

暗室测试：

1. 无源测试：

仅用于测试无源天线的基本辐射性能

1. 3D波瓣图

2. 天线增益

3. 天线效率

4. 天线极化

2. 有源测试：OTA测试

可以测试无线终端整机的辐射性能

1.TRP

2. TIS

3. 有源辐射波瓣图

暗室测试的基本原理：

1. ETS远场测试系统：

测试设备，线缆，射频开关，双极性定向天线，转台，控制中心，控制电脑

2. 近场测试系统：有很多测量天线，分布在暗室周围，可以缩短测试时间。

天线调试实操：

1. 天线匹配：

1）校准

2）消除cable RF delay

3）测试天线；

4）在smith chart上，尽量将频带内的中心点往50R移动。

5. 切换到驻波界面，看VSWR。

制作合格的射频测试试具：

1. 选对射频测试电缆--合格的射频线缆，尽量选择半刚性电缆

硬线缆不容易受外力影响而影响馈线的阻抗，稳定性好。

2. 剥线：太长会引起比较严重的阻抗失配，芯线和绝缘层距离--1mm(2个1mm)

3.焊接：位置--地焊点要尽量靠近信号焊点；

利用网分调试偶极子天线：

1. 网分的频率范围选择待测件的带宽的2倍；

2. 网分校准：包括测试cable的校准

3. 天线测试与调试

网络分析仪：

 S参数用来描述射频网络各个端口输入输出之间信号幅度相位变化的参数；它和频率密切相关；

网络分析仪是用来对网络端口的S参数进行精确快速频率测量和分析的仪器；

分类：

1. 标量网络分析仪 -- 只能对微波信号的幅度进行分析；

2. 矢量网络分析仪--可以同时对微波信号的幅度和相位进行分析

在使用之前，需要校准：

系统误差--是常数，可通过校准去除

随机误差--不可通过校准去除，只能通过多次测量去除；

校准：使用标准件进行测试，得到系统误差值，并存储，在后续测试中带入系统计算

系统误差有三类：

1. 频率响应误差；

2. 方向性和隔离误差；

3. 源阻抗和负载阻抗失配误差

常用的校准方法：

1. 单端口频率响应校准：使用开路或者短路校准，只对频率响应误差做校准，精度较低，适用于快速的S11测试需求，如天线。

2. 单端口完全校准：使用开路、短路、负载三个校准件，可以对单端口做完全校准，精度较高，可以精确测试S11参数。

3. 双端口完全校准：使用开路、短路、负载，直通四个校准件，可以消除频响误差、方向性误差、隔离误差。

cabricate--2 port-- port21-2--open--port1 open--short-- port1 short-- port1 load

port2 open -- short- load -- port1-port2 through/isolution

接着对测试用的cable进行校准误差消除：

接上cable：

open: scale--electric delay -- 使其都在右边

陶瓷天线：

天线的性能与天线尺寸成正比；

影响：1. 工作带宽，2. 增益，3. 辐射性能

高介电常数的材料增加RF型号的损耗。

贴片陶瓷天线：

陶瓷的介电常数很大，导致电磁波在陶瓷中传输时，波长很小；基于这一原理实现天线的小型化。