[发明专利]一种便携式单端口矢量阻抗分析仪

说明书

本发明公开一种便携式单端口矢量阻抗分析仪，包括壳体和设在壳体内的本振信号发生部分、信号处理与分析部分、人机交互部分；本振信号发生部分、信号处理与分析部分、人机交互部分依次连接，本振信号发生部分产生待测信号的激励源和与待测信号存在差频的参考信号进行下变混频再输入信号处理与分析部分，信号处理与分析部分对信号进行分析处理，通过人机交互部分设置多种工作状态并对分析处理后的数据进行显示。该分析仪可直观的由液晶屏幕图形化显示测量数据，也可通过USB数据线连接至PC上位机软件端进行显示和数据存储；本振信号发生部分、信号处理与分析部分、人机交互部分设在壳体内，整机系统集成度高，体积精小，实现了便携式以易于户外测量。

技术领域

本发明涉及射频测量和频域分析技术领域，具体是一种便携式单端口矢量阻抗分析仪。

背景技术

射频测量中，我们经常需要测量一个电路的散射参数。散射参数是微波传输中的一个重要参数，是一个电路性能最直观的反映。对于单端口网络我们更加需要关注该网络的S11参数——输入反射系数，也就是输入回波损耗。矢量阻抗分析仪被广泛应用于射频测量工程等领域，尤其是在天线等单端口网络中。在测量分析仪表市场，便携式仪器价格普遍昂贵，并且组成及配件复杂，不易操作。计量仪器的应用场合已经走出实验室，无论是现场校准还是环境保护的现实需求都需要便携式计量仪器，而传统的幅频特性测试仪体积庞大，不便于户外测试，因此低成本、高精度且便携式的阻抗分析仪具有极佳的发展潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备一般矢量网络分析仪测量单端口器件功能的便携式矢量阻抗分析仪，该分析仪低功耗，低成本，高精度，便于携带。

实现本发明目的的技术方案：

一种便携式单端口矢量阻抗分析仪，包括壳体和设在壳体内的本振信号发生部分、信号处理与分析部分、人机交互部分；本振信号发生部分、信号处理与分析部分、人机交互部分依次连接，本振信号发生部分产生待测信号的激励源和与待测信号存在差频的参考信号进行下变混频再输入信号处理与分析部分，信号处理与分析部分对信号进行分析处理，通过人机交互部分设置多种工作状态并对分析处理后的数据进行显示。

所述的本振信号发生部分，包括第一锁相环信号合成器、第二锁相环信号合成器、第一Π型衰减器、第一Π型衰减器；第一锁相环信号合成器信号输出端与第一Π型衰减器的信号输入端连接，第二锁相环信号合成器信号输出端与第二Π型衰减器的信号输入端连接。

所述的信号处理与分析部分，包括第一巴伦匹配电路、第二巴伦匹配电路、第一混频器、第二混频器、差动放大器、第一ADC预处理电路、第二ADC预处理电路、ARM主控制器、电源稳压电路；第一巴伦匹配电路的信号输入端与第一衰减器的信号输出端连接，信号输出端与第一混频器的信号输入端连接；第一混频器的信号输入端还与第一锁相环信号合成器的信号输出端连接，第一混频器的信号输出端与差动放大器信号输入端连接；第二巴伦匹配电路的信号输入端与第二衰减器的信号输出端连接，信号输出端与第二混频器的信号输入端连接；第二混频器的信号输入端还与第二锁相环信号合成器的信号输出端连接，第二混频器的信号输出端与差动放大器信号输入端连接；差动放大器信号输出端分别与第一ADC预处理电路和第二ADC预处理电路的信号输入端连接，第一ADC预处理电路和第二ADC预处理电路的信号输出端与ARM主控制器信号输入端连接；电源稳压电路与ARM主控制器连接。

所述的人机交互部分，包括输入模块和显示模块，输入模块与ARM主控制器的信号输入端连接，显示模块的信号输入端与ARM主控制器的信号输出端连接。

所述的壳体采用CNC铝合金制成，壳体上设有液晶显示屏窗口、4个按键、按钮、电源开关、micro-USB接口、待测单端口网络输入端口；液晶显示屏窗口安装液晶显示屏，液晶显示屏与显示模块连接；按键和按钮与输入模块连接；micro-USB接口与ARM主控制器连接，ARM主控制器通过micro-USB接口与PC端上位机连接通信；待测单端口网络输入端口与第一巴伦匹配电路的输入端连接；电源开关与电源稳压电路连接。