射频电缆的长度和时延
测试那些事儿 2022-09-13

我们常使用的射频同轴电缆,其信号是通过介质传输的,并不是通过导体,导体只是只是引导信号传输的方向,由于使用了介质,所以电磁波的实际传输速度并不是光速,它会慢下来,慢多少则取决于导线的构造和其使用的绝缘物质。这和光的传输很相似,光在真空中的传输速度和电磁波和速度相同(3*10的8次方米每秒),但在水中则慢了很多,如果在玻璃中由于玻璃的密度更高则又慢了很多。对于电缆而言,这就是速度因子,有些规格书上可能会写“传输速率”单位是%。

通常,时延等于群延迟(Group Delay),然而它们只是相关的,不可等同。群延迟是相位对于频率的导数。某些情况下,群延迟更为直观,因为它可以近似于估算一个信号通过一段路径的传输时间。群延迟平坦度(群延迟变化的一种度量)是某些系统中的一个重要度量,因为它清楚地表征了待测设备输出端上延迟的任意突变。

由于群时延是由相位信息得到的,但是VNA在测试相位的时候,会有360°的周期模糊,也就是说频率间隔如果过大,以至于两个测试点之间会有多于180度的相位变化,就是对相位响应的欠采样,如下图:

当使用f4和f3点计算群延时的时候,就会出现错误的值,为了避免这种错误,需要保证在360度的区间内,至少有3个采样点,这就要求测试时较小的频率间隔。

频率间隔等于速度因子乘以光速之和再除以2倍的电缆物理总长,比如笔者拿了一根总长为10m的RG316同轴电缆作为样品进行测量。网上可查RG316的速度因子一般为0.7,将10m总长一并带入上面公式可以得出频率间隔为10.5MHz。我校准10MHz~8GHz频率,800点。校准完首先我先用200点进行群时延的测量,具体设置步骤为:【Display】-->【Trace Format】-->【Phase】,【Response】-->【S21】,一个窗口显示两条迹线。如下图:

中心频率设置为4GHz,此时频率间隔是40MHz,会发现群时延是负的3.0755ns,这明显是异常的,由于采样点不够。接下来将采样点设置为267个,如下图,时延看起来是正值,但是相位又不对了,可是时延的数值也不该是13.5918ns,以0.7的传输速率大概应是47ns左右,所以还是不对。

正面将点数增加到400个点时延又变成负值了。

最后将点数增加到800个点发现时延的结果是46.9237ns与理论数值几乎接近,并且频率间隔小于10MHz,所以此时的测量结果是正确的。

(频率间隔可以通过Mark点的功能来查看,每转一隔看一下频率差是多少,就是频率间隔)

所以对于电缆时延的测试需要考虑到校准点数的部分,否则会直接影响到测量结果的真实性。


好了,今天就到这儿,不足之处欢迎评论指出。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • RF
  • 射频
  • 通信
  • 无线
下载排行榜
更多
评测报告
更多
EE直播间
更多
广告