精确的线性和非线性测量是实现精确系统仿真的关键
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在现代无线和航空/国防系统中，对射频元器件进行精确的振幅和相位测量极为重要。在系统仿真的设计阶段，需要对基础元器件的数据进行精确表征，才能确保系统完全在设计规定的参数范围内工作。在制造阶段，精确测量能够保证每个元器件都能符合公布的技术指标。射频系统的基本构建模块，例如过滤器、放大器、混频器、天线、隔离器和传输线路等通常需要进行测量。
对射频元器件应用最广的测量标准是散射参数，简称S参数。这些参数表征了射频设备正向和逆向的复杂反射（振幅和相位）和传输性能。S参数完整地描述了射频元器件的线性行为，此参数对整个系统仿真非常必要，但并不足够。相对于理想线性性能的偏置（表现形式为非平坦振幅与频率的比和非恒定斜面相位与频率响应的比）会导致严重的系统退化。
射频元器件的非线性性能也会对系统造成损坏。例如，如果放大器的功率电平超过线性范围，则放大器将出现增益压缩、幅度调制向相位调制（AM至PM）的转换和互调失真（IMD）等现象。因此，测量这些特性同样重要。
最常见的用于表征射频元器件的设备是矢量网络分析仪（VNA）。"网络"是指电气网络，而不是电脑网络。以前，VNA包含一个用于激励的射频信号发生器和多个用于测量正向和逆向的事件、反射和传输信号的测量接收机。传统的VNA拥有两个测试端口，因为多数早期设备只有一个或两个端口。测量多于两个端口的设备，意味着需不断移动被测件周围的测试电缆和终端直到所有端口测量完毕。下文将为用户介绍更佳的方法。
VNA以固定的功率电平通过扫描频率测量S参数，以固定的频率通过扫描功率测量放大器的增益压缩。这样，就可以轻松地表征线性和非线性性能。新型VNA带有两个内置射频信号发生器，也可以进行IMD测量。而以前测量IMD需要两个独立的信号发生器和一个频谱分析仪。使用VNA的方法使设置更为简单、测量时间更短、测量精度更高。例如，带有选件146的新型Agilent 13.5 GHz N5230A PNA-L网络分析仪就属于带有两个内部射频源的新一代VNA。
多端口设备受到普遍应用
目前的现代化射频系统中通常包括拥有3个或4个端口的设备，拥有8个或更多端口的设备也越来越普及。设备端口数量增多的原因有两个。一是由于平衡元器件的广泛使用，二是子系统的集成水平更高，例如目前手机上使用的前端模块。
平衡电路具有许多优点，例如对电磁干扰的敏感性降低以及电磁干扰的减少。平衡元器件可能是拥有3个射频端口的平衡到单端设备，也可能是拥有4个射频端口的平衡到平衡设备。目前通常使用的VNA拥有4个端口，能够轻松测量高达67 GHz的平衡电路。这些VNA必须能够测量平衡设备的差分和共模响应以及混模参数。
不断提高的集成水平是多端口设备增多的主要因素。在移动电话行业，手机和基站的情况都可以印证这一点。多频手机（可工作于多个频段，并具有如GPS或Wi-Fi等非电话功能）通常将前端模块（包括一个或两个天线输入和多个开关、双工器、过滤器和放大器）集成到一个普通基片上。在基站端，通常将双工器和低噪声放大器集成到带有许多射频端口的合分路器上。
当测量这些设备时，由于业界对测量带外性能的需求，测试频率上限通常比要操作的频带高得多。例如，测试在2 GHz频率工作的手机元器件时通常会测试到12.5 GHz的频率，从而保证不会对其它频带造成干扰。
要同时满足高端口数量和高频率测试的需求，可以通过添加外部测试仪来扩展VNA的端口数量，该测试仪包含更多的端口连接器和定向耦合器，以及与VNA本身进行无缝连接的必要开关。以这种方式，通过增加端口数量便可得到测量任意端口对组合之间的路径的测试解决方案，此方案还包含消除所有测试端口和路径中的系统误差的误差校正程序。带有选件145的Agilent N5230A PNA-L网络分析仪就符合这一标准，它与Z5623A K44测试仪结合，能提供拥有8个端口的13.5 GHz的测试系统（图1）。安捷伦最近还推出了拥有12个端口的20 GHz解决方案，该解决方案采用带有选件225的N5230A PNA-L网络分析仪和U3022AE10测试仪。
对射频元器件应用最广的测量标准是散射参数，简称S参数。这些参数表征了射频设备正向和逆向的复杂反射（振幅和相位）和传输性能。S参数完整地描述了射频元器件的线性行为，此参数对整个系统仿真非常必要，但并不足够。相对于理想线性性能的偏置（表现形式为非平坦振幅与频率的比和非恒定斜面相位与频率响应的比）会导致严重的系统退化。
射频元器件的非线性性能也会对系统造成损坏。例如，如果放大器的功率电平超过线性范围，则放大器将出现增益压缩、幅度调制向相位调制（AM至PM）的转换和互调失真（IMD）等现象。因此，测量这些特性同样重要。
最常见的用于表征射频元器件的设备是矢量网络分析仪（VNA）。"网络"是指电气网络，而不是电脑网络。以前，VNA包含一个用于激励的射频信号发生器和多个用于测量正向和逆向的事件、反射和传输信号的测量接收机。传统的VNA拥有两个测试端口，因为多数早期设备只有一个或两个端口。测量多于两个端口的设备，意味着需不断移动被测件周围的测试电缆和终端直到所有端口测量完毕。下文将为用户介绍更佳的方法。
VNA以固定的功率电平通过扫描频率测量S参数，以固定的频率通过扫描功率测量放大器的增益压缩。这样，就可以轻松地表征线性和非线性性能。新型VNA带有两个内置射频信号发生器，也可以进行IMD测量。而以前测量IMD需要两个独立的信号发生器和一个频谱分析仪。使用VNA的方法使设置更为简单、测量时间更短、测量精度更高。例如，带有选件146的新型Agilent 13.5 GHz N5230A PNA-L网络分析仪就属于带有两个内部射频源的新一代VNA。
多端口设备受到普遍应用
目前的现代化射频系统中通常包括拥有3个或4个端口的设备，拥有8个或更多端口的设备也越来越普及。设备端口数量增多的原因有两个。一是由于平衡元器件的广泛使用，二是子系统的集成水平更高，例如目前手机上使用的前端模块。
平衡电路具有许多优点，例如对电磁干扰的敏感性降低以及电磁干扰的减少。平衡元器件可能是拥有3个射频端口的平衡到单端设备，也可能是拥有4个射频端口的平衡到平衡设备。目前通常使用的VNA拥有4个端口，能够轻松测量高达67 GHz的平衡电路。这些VNA必须能够测量平衡设备的差分和共模响应以及混模参数。
不断提高的集成水平是多端口设备增多的主要因素。在移动电话行业，手机和基站的情况都可以印证这一点。多频手机（可工作于多个频段，并具有如GPS或Wi-Fi等非电话功能）通常将前端模块（包括一个或两个天线输入和多个开关、双工器、过滤器和放大器）集成到一个普通基片上。在基站端，通常将双工器和低噪声放大器集成到带有许多射频端口的合分路器上。
当测量这些设备时，由于业界对测量带外性能的需求，测试频率上限通常比要操作的频带高得多。例如，测试在2 GHz频率工作的手机元器件时通常会测试到12.5 GHz的频率，从而保证不会对其它频带造成干扰。
要同时满足高端口数量和高频率测试的需求，可以通过添加外部测试仪来扩展VNA的端口数量，该测试仪包含更多的端口连接器和定向耦合器，以及与VNA本身进行无缝连接的必要开关。以这种方式，通过增加端口数量便可得到测量任意端口对组合之间的路径的测试解决方案，此方案还包含消除所有测试端口和路径中的系统误差的误差校正程序。带有选件145的Agilent N5230A PNA-L网络分析仪就符合这一标准，它与Z5623A K44测试仪结合，能提供拥有8个端口的13.5 GHz的测试系统（图1）。安捷伦最近还推出了拥有12个端口的20 GHz解决方案，该解决方案采用带有选件225的N5230A PNA-L网络分析仪和U3022AE10测试仪。
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