وکتور نتورک آنالایزر چیست و چگونه کار می کند؟

وکتور نتورک آنالایزر یا VNA یک ابزار تست مهم است که به امکان بی‌شماری فناوری‌های مدرن بی‌سیم کمک کرده است. امروزه VNA ها در طیف وسیعی از کاربردهای RF و فرکانس بالا استفاده می شوند. در برنامه های طراحی، شبیه سازی ها برای تسریع زمان ورود به بازار با کاهش تکرار نمونه های فیزیکی استفاده می شود. VNA ها برای اعتبارسنجی این شبیه سازی های طراحی استفاده می شوند. در کاربردهای تولیدی، قطعات یا دستگاه های RF بر اساس مجموعه خاصی از مشخصات مونتاژ و آزمایش می شوند. VNA ها برای تایید سریع و دقیق عملکرد این قطعات و دستگاه های RF استفاده می شوند.

این مقاله به این موضوع می پردازد که چرا VNA ها استفاده می شوند و چگونه آنها در مقایسه با سایر تجهیزات تست RF منحصر به فرد هستند. ما S-Parameters، اندازه گیری اساسی VNA، و بهترین روش استفاده از آنها را هنگام ارزیابی Device-Under-Test یا DUT خود تعریف می کنیم. ما تکنیک‌های مختلف کالیبراسیون VNA را بررسی می‌کنیم و نشان می‌دهیم که چگونه کالیبراسیون کاربر VNA به دستیابی به بهترین دقت ممکن کمک می‌کند. در نهایت، ما اندازه‌گیری‌های معمولی VNA مانند اندازه‌گیری‌های فرکانس جابجایی، اندازه‌گیری‌های حوزه زمانی، و اندازه‌گیری‌های توان جاروب و نحوه استفاده از آنها و چرایی اهمیت آنها را مرور خواهیم کرد.

نمای کلی وکتور نتورک آنالایزر
امروزه از اصطلاح «وکتور نتورک آنالایزر» برای توصیف ابزارهایی برای انواع «شبکه ها» استفاده می شود. به عنوان مثال، امروزه اکثر مردم یک تلفن همراه یا تلفن همراه دارند که روی یک شبکه 3G یا 4G کار می کند. علاوه بر این، اکثر خانه‌ها، دفاتر و مکان‌های تجاری ما همگی دارای Wi-Fi یا شبکه‌های LAN بی‌سیم هستند. علاوه بر این، بسیاری از رایانه‌ها و سرورها در «شبکه‌هایی» راه‌اندازی شده‌اند که همگی با هم به ابر مرتبط هستند. برای هر یک از این "شبکه ها"، ابزار تحلیلگر شبکه خاصی وجود دارد که برای تأیید عملکرد، نقشه مناطق پوشش و شناسایی مناطق مشکل استفاده می شود.

با این حال، نتورک آنالایزر مورد علاقه در این مقاله برای نوع دیگری از شبکه استفاده می شود و مدت ها قبل از وجود هر یک از این شبکه ها تعریف شده است. اولین VNA در حدود سال 1950 اختراع شد و به عنوان ابزاری برای اندازه گیری پارامترهای شبکه شبکه های الکتریکی تعریف شد (شکل 2). در واقع می توان گفت که VNA در طول سالیان گذشته برای کمک به امکان پذیر ساختن تمامی شبکه های ذکر شده در بالا مورد استفاده قرار گرفته است. از شبکه‌های تلفن همراه، شبکه‌های Wi-Fi، شبکه‌های کامپیوتری و ابری، همه رایج‌ترین شبکه‌های تکنولوژیک امروزی با استفاده از VNA که برای اولین بار بیش از 60 سال پیش اختراع شد امکان‌پذیر شد.

چه کسی به VNA نیاز دارد؟
همه جواب های بی سیم دارای فرستنده و گیرنده هستند و هر کدام شامل بسیاری از اجزای RF و مایکروویو هستند. این نه تنها گوشی‌های هوشمند و شبکه‌های WiFi، بلکه ماشین‌های متصل و دستگاه‌های IoT (اینترنت اشیا) را نیز شامل می‌شود. علاوه بر این، امروزه شبکه‌های کامپیوتری در فرکانس‌های بالایی کار می‌کنند که سیگنال‌هایی را در فرکانس‌های RF و مایکروویو ارسال می‌کنند. شکل 3 طیفی از نمونه های کاربردی را نشان می دهد که امروزه با کمک VNA وجود دارد.

VNA ها برای آزمایش مشخصات اجزا و تأیید شبیه سازی های طراحی استفاده می شوند تا مطمئن شوند که سیستم ها و اجزای آنها به درستی با هم کار می کنند. مهندسان تحقیق و توسعه و مهندسان آزمایش ساخت معمولاً از VNA در مراحل مختلف توسعه محصول استفاده می کنند. طراحان قطعات باید عملکرد اجزای خود مانند تقویت کننده ها، فیلترها، آنتن ها، کابل ها، میکسرها و غیره را تأیید کنند. . خطوط تولید از VNA استفاده می کنند تا اطمینان حاصل کنند که همه محصولات قبل از ارسال برای استفاده توسط مشتریان خود، با مشخصات مطابقت دارند. در برخی موارد، VNAها حتی در عملیات میدانی برای تأیید و عیب‌یابی سیستم‌های RF و مایکروویو مستقر شده استفاده می‌شوند.