L’analizzatore di reti vettoriale VNA nel design RF

L'analizzatore di reti vettoriale, VNA, è uno strumento che consente la caratterizzazione di dispositivi a microonde misurando i parametri di scattering S in modulo e fase, e analizzando quindi le proprietà dei segnali in termini di riflessione e trasmissione. Le informazioni fornite dall’analizzatore VNA vengono utilizzate per garantire una corretta progettazione RF al fine di fornire le migliori prestazioni.

Introduzione

Il Vector Network Analyzer, VNA, è una forma di analizzatore di rete ampiamente usato per le applicazioni di progettazione RF.  E’ uno strumento essenziale per i progettisti conosciuto talvolta anche come 'misuratore di fase e guadagno', in considerazione del fatto che è in grado di misurare appunto sia il guadagno sia la fase del dispositivo o elemento in prova. Una misura che include questi due parametri consente di scoprire molto di più sul dispositivo in prova, in particolare la fase che rappresenta un elemento molto critico nell'analisi di reti elettriche. Attraverso una conoscenza di parametri in termini di fase e ampiezza, è possibile progettare modelli circuitali per poi essere sviluppati in uno stadio di simulazione completa per il design finale.  Nella sua forma fondamentale, l’analisi di rete comprende la misurazione dell’onda incidente, riflessa e trasmessa che viaggiano lungo le linee di trasmissione. Utilizzando lunghezze d'onda ottiche come analogia, quando la luce colpisce una lente trasparente (energia incidente), parte di essa viene riflessa dalla superficie della lente, ma la maggior parte continua a viaggiare attraverso la lente (energia trasmessa). Mentre le lunghezze d'onda sono differenti per segnali RF e microonde, il principio di funzionamento è lo stesso. Gli analizzatori di reti misurano accuratamente l’energia trasmessa su una linea di trasmissione, quella riflessa indietro verso la sorgente (a causa del disallineamento di impedenza), e quella trasmessa correttamente al dispositivo di terminazione (ad esempio un’antenna).

I parametri S

Per caratterizzare completamente un dispositivo lineare sconosciuto a due porte, dobbiamo effettuare misure in varie condizioni e calcolare un insieme di parametri. Questi parametri possono essere usati per descrivere completamente il comportamento elettrico del nostro dispositivo (o rete), anche in condizioni di sorgente e di carico differenti. La caratterizzazione di rete è di solito basata sulla misurazione di parametri Y e Z. Per fare questo, devono essere misurate tensioni e correnti di ingresso o di uscita di un dispositivo o dei nodi di una rete. Inoltre, le misurazioni devono essere effettuate in condizioni di circuito aperto e corto circuito. Per semplicità, invece, vengono considerati i parametri S che sono generalmente più facili da misurare. Questi parametri si riferiscono a misure familiari come il guadagno, perdite di disaccoppiamento e il [...]

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2 Commenti

  1. Adriano Gandolfo 25 agosto 2017
  2. Massimo Spiezia Massimo Spiezia 30 agosto 2017

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