量測天線特性的必備工具 – 網路分析儀

表達式R S + jX S = R L - jX L的等效圖

現代無線通訊對於全世界遠距通訊連結有兩種方式：一個是使用在底軌道運行通訊衛星當作中繼站；另外一種方式是用短波運作在1.5MHz到30MHz直接連結。第二個方法優點是不需要中繼點，而缺點則是需要很高的能量，同時也需要10~200公尺的波長，換言之，也就是需要相當長的天線。

現代的科技，要製造100瓦或1000瓦的放大器是相當容易，然而問題在於該如何有效的傳輸這些能量到空中，這其中，組抗匹配便是不可或缺的。為了解決這個問題，我們可以使用天線匹配元件(ATU, Antenna Tuning Unit)來匹配放大器跟傳送接收機與天線之間的連結。甚至可以使用演算法來發展自動匹配的 ATU。(備註：ATU應用範圍：特別需要於某些不可能放進這麼大型天線的時候，例如車子或船隻。)

阻抗匹配與史密斯(Smith)圓圖，在處理RF系統的實際應用問題時，總會遇到一些非常困難的工作，對各部分級聯電路的不同阻抗進行匹配就是其中之一。 一般情況下，需要進行匹配的電路包括天線與低噪聲 放大器 (LNA)之間的匹配、 功率放大器輸出(RFOUT)與天線之間的匹配。大家都知道，要使信號源傳送到負載的功率最大，信號源阻抗必須等於負載的共軛阻抗，即：
R S + jX S = R L - jX L

在這個條件下，從信號源到負載傳輸的能量最大。 另外，為有效傳輸功率，滿足這個條件可以避免能量從負載反射到信號源，尤其是在諸如視頻傳輸、RF或微波網絡的高頻應用環境更是如此。

多數天線匹配元件(ATU, Antenna Tuning Unit)都使用Π型網路(在L型後加上一個並聯電抗)及T 型網路(L型網路後端串聯一個電抗)做設計，有時甚至用L型網路(最小的組抗匹配電路，可從高組抗到低組抗，反之亦可。也有高通濾波以及低通濾波的特性。設計上相當簡單但沒有考慮到品質因子Q以及頻寬)切換方式達到較大範圍的組抗匹配。ATU大致上分兩種：手動以及自動操作。雖然大小看起來差不多，但自動操作的內部設計要來的複雜許多。手動操作通常是業餘火腿族使用，但也跟自動ATU一樣有些商業及特定的使用需求。

R&S ZVA 高階向量網路分析儀高階系列
除了提供手動與自動ATU 的解決方案外,R&S ZVA系列產品具有智慧型的量測精靈，操作快速又簡單。應用範圍涵蓋航太/國防、衛星、商業微波通訊、材料量測和先進研究等，為傳統VNA市場帶來更高效能更精準的量測。

R&S ZVA 高階向量網路分析儀高階系列具有的特性：
1.單機高達40GHz、67GHz二埠及四埠模式；80GHz升頻擴充
2.內建Noise Figure 量測 及 Impedance Tuner 功能
3.同埠可量測S-參數 & NF Measurement
4.傑出的動態範圍 110dB 與輸出功率6dBm @67GHz
5.極快的量測速度、最佳化資料傳遞時間及準確的平行量測
6.嶄新的PULSE設定量測方式